Rôle des sédiments argileux dans la corrosion des aciers au carbone

Role of clay sediments in the corrosion of carbon steel

• Auteur / Autrice : Daniel Calonnec
• Direction : Philippe Refait
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acier

Corrosion

Argile

Spectroscopie Raman

Électrochimie

Mer -- Pollution -- Droit

Résumé

Nous avons étudié une électrode d’acier au contact de silice et d’argiles dans deux situations très différentes : le minéral est déposé sur l’électrode en donnant un comportement relativement désaéré ou il est en suspension dans un système mixte électrode tournante/convection forcée. Ces deux situations montrent que les minéraux utilisés (silice, argiles de types minéralogiques différents (chlorite, kaolinite, montmorillonite)) dans trois milieux différents (eau de mer artificielle) au potentiel de -0,62 V/ESC ont une action sur la corrosion qui peut être spécifique aux minéraux eux-mêmes dans une interaction de contact avec l’électrode ou d’interaction avec le milieu. Les dépôts montrent l’importance de l’effet barrière surtout en milieu carbonaté. Nous avons constaté le rôle particulier de la chlorite favorisant la formation d’un dépôt bloquant de sidérite en milieu carbonaté, la formation de carbonate de magnésium issu de sa dégradation ou de la montmorillonite induisant la formation d’un film protecteur en milieu chloruré. La silice, dont l’affinité avec le fer est connue, et la kaolinite ne semblent pas avoir de comportement particulier. La piqûration en milieu chloruré sous dépôt après 20 h favorise la formation de produits chromés (-CrOOH). En suspension, les effets sont moindres et le minéral se comporte comme une perturbation de la solution. Les minéraux (silice, chlorite, montmorillonite) peuvent adhérer à l’électrode, la montmorillonite peut entraver la passivation en milieu carbonaté et la chlorite peut jouer un rôle de par sa dégradation dans l’électrolyte. La piqûration en milieu chloruré induit la libération d’ions chrome pouvant se substituer dans la magnétite ou l’hématite en donnant des oxydes fer-chrome. Enfin, la chlorite favorise la formation d’un dépôt calcomagnésien à un potentiel pourtant très proche du potentiel de corrosion, confirmant l’effet favorable, récemment observé, de la chlorite sur la déposition calcaire.

We studied a mild steel electrode in contact with silica and clays through two very unlike situations: mineral deposit on the surface yielding to a poorly aerated corrosion system or contact with a slurry in a impigged rotating system. These situations show that used minerals (silica, different mineralogic typed clays (chlorite, kaolinite, montmorillonite)) at -0,62 V/ECS in three electrolytical media ( NaHCO3 0,1 M ; NaCl 0,5 M ; artificial seawater) act on corrosion in a way which may be specific to the minerals themselves in a contact interaction with the electrode or interaction with the medium. Deposits show the importance of the barrier effect especially with the carbonated medium. We noted the special part of chlorite favouring the formation of a siderite blocking deposit in the carbonated medium, the formation of magnesium carbonate coming from its degradation or montmorillonite forming a protecting film in chlorined media. Silica, whose affinity with iron is well known, and kaolinite seem to play no particular part. Pitting in chlorined media under deposit after 20 h of polarisation favours formation of chromium products (-CrOOH). Slurries show weaker effects, and the mineral behaves as a perturbation of the solution. Minerals like silica, chlorite, montmorillonite can adhere to the surface of the electrode, montmorillonite can hinder passivation in the carbonated medium and chlorite can play a part linked to its degradation in the electrolyte. Pitting in chlorined media can generate ions chromiumIII being able to substitute inside magnetite or hematite yielding to iron-chromium oxides. At last, chlorite favours formation of a calcomagnesian deposit at a potential close to corrosion potential which confirms the recently observed favourable effect of chlorite on calcomagnesian deposit.