Etude par émission acoustique associée aux méthodes électrochimiques de la corrosion et de la protection

Assouli Badr

Description

Conclusion générale CONCLUSION GENERALE L’étude bibliographique préalable nous a permis de préciser les caractéristiques de la dissolution sélective des alliages de cuivre-zinc dans différents milieux, de proposer un composé organique (2-mercaptobenzimidazole, MBI) dont les propriétés physico-chimiques lui donne la possibilité de se polymériser sous polarisation anodique, et de montrer l’applicabilité de la technique d’EA à l’étude de ce phénomène de corrosion. L’étude du comportement électrochimique a montré l’existence de plusieurs processus électrochimiques, tel que la formation de complexes ammoniacaux (cuivreux et cuivriques), le dégagement gazeux obtenu par oxydation de l’ammoniaque en dioxyde d’azote, et la réaction de réduction de l’oxygène dissous qui contrôle la dissolution sélective de cet alliage. La variation linéaire de la densité de courant i, en fonction de l'inverse de la racine carrée du -1/2temps t à potentiel imposé, a montré que la dissolution sélective de l’alliage cuivre-zinc (60/40) se fait avec la création de lacunes, non seulement en surface, mais aussi dans le volume, par la diffusion des atomes de zinc à travers la couche poreuse de cet alliage. Le -12 2 -1coefficient de diffusion calculé à partir de la loi de Fick est d’environ D = 9.28 10 cm s . Les observations aux microscopes optique et électronique de l’échantillon après corrosion ont confirmé une surface poreuse de cet alliage et une attaque préférentielle de la ...

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Extrait

Conclusion générale

CONCLUSION GENERALE

L’étude bibliographique préalable nous a permis de préciser les caractéristiques de la dissolution sélective des alliages de cuivrezinc dans différents milieux, de proposer un composé organique (2mercaptobenzimidazole, MBI) dont les propriétés physicochimiques lui donne la possibilité de se polymériser sous polarisation anodique, et de montrer l’applicabilité de la technique d’EA à l’étude de ce phénomène de corrosion. L’étude du comportement électrochimique a montré l’existence de plusieurs processus électrochimiques, tel que la formation de complexes ammoniacaux (cuivreux et cuivriques), le dégagement gazeux obtenu par oxydation de l’ammoniaque en dioxyde d’azote, et la réaction de réduction de l’oxygène dissous qui contrôle la dissolution sélective de cet alliage. La variation linéaire de la densité de courant i, en fonction de l'inverse de la racine carrée du 1/2 temps tà potentiel imposé, a montré que la dissolution sélective de l’alliage cuivrezinc (60/40) se fait avec la création de lacunes, non seulement en surface, mais aussi dans le volume, par la diffusion des atomes de zinc à travers la couche poreuse de cet alliage. Le 12 21 coefficient de diffusion calculé à partir de la loi de Fick est d’environcm sD = 9.28 10. Les observations aux microscopes optique et électronique de l’échantillon après corrosion ont confirmé une surface poreuse de cet alliage et une attaque préférentielle de la phaseβ'. L'étude du comportement acoustique a montré que l'ensemble de l'activité acoustique détectée est représentée par deux populations de salves (A et B) lorsque l'alliage 60Cu40Zn est polarisé à –210 mV/ECS, et par trois populations de salves (A, B et C) lorsqu'il est polarisé à 0 mV/ECS. La population C est caractérisée par une fréquence située à environ 125 kHz. Quant aux populations A et B, elles sont caractérisées respectivement par des fréquences situées à 250 et 300 kHz. L'origine de l'activité acoustique relative à la population C a été attribuée au dégagement gazeux du diazote qui résulte de l'oxydation du milieu NH 4 OH. Par contre, celle des deux populations A et B a été attribuée aux phénomènes mécaniques engendrés lors de dézincification de l'alliage cuivrezinc (60/40), à savoir la relaxation des contraintes

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Conclusion générale résiduelles présentes initialement dans la phaseα decet alliage. En effet, la diffraction des rayons X, avant et après corrosion, a mis en évidence le déplacement et l’élargissement du pic de diffraction correspondant au plan [311] de cette phaseα. Le déplacement de ce pic est lié, habituellement, à des microdéformations (microcontraintes), alors que son élargissement est lié à des macrodéformations (macrocontraintres). Ces micro et macrodéformations (sources émissives) sont assez énergétiques pour générer, dans l'échantillon, des ondes élastiques détectables par émission acoustique. Pour palier ce phénomène de dégradation de l’alliage cuivrezinc étudié, et dans le but de trouver un moyen de protection efficace et moins polluant, nous avons comparé l’effet protecteur de l’inhibiteur 2mercaptobenzimidazole (MBI) avec celui du film polymère (p MBI ) réalisé à partir de ce même composé (MBI) par voie électrochimique. Cette étude nous a permis de montrer que le MBI peut s’oxyder anodiquement sur la surface de l’alliage cuivrezinc (60/40) pour former un film polymère protecteur. Cette oxydation est irréversible et sous contrôle diffusionnel. Elle se fait en deux étapes sur substrat de platine et en une seule étape sur substrat d’alliagecuivrezinc. Ce film peut être déposé par voltammétrie cyclique ou par chronoampérométrie. Dans les deux cas, la spectroscopie d’infrarouge confirme bien l’existence, sur la surface de cet alliage, d’un film polymère. Il est de nature isolante et son pouvoir protecteur en milieu alcalin change en fonction de la nature du substrat (cuivrezinc 60/40 > cuivre > platine). Dans tous les cas, lorsque le composé (MBI) est utilisé comme inhibiteur, son efficacité est élevée en milieu alcalin chloruré (99%) alors qu'elle est médiocre en milieu neutre chloruré (44%). A l’inverse, le film pMBI est moins efficace en milieu alcalin chloruré, alors qu’il a une importante efficacité en milieu neutre chloruré (98%). Les différents résultats obtenus, et en particulier la dépendance prononcée de l’efficacité de l’inhibiteur visàvis du pH du milieu corrosif d’une part, et la non obéissance aux isothermes deLangmuiret deTemkind’autre part, permettent d’envisager, lorsque le composé MBI est présent dans la solution, l’hypothèse de la croissance d’un film (3D), à partir de ce composé MBI, à la surface du métal. Dans ces conditions, ce composé MBI joue le rôle d’un inhibiteur d’interphase.

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Conclusion générale En conclusion, l'inhibiteur MBI est un composé bien adapté pour lutter contre la corrosion sélective de l'alliage cuivrezinc étudié, et plus particulièrement, en milieu alcalin chloruré ou non chloruré. Pour le contrôle de cette corrosion et de l'efficacité de cet inhibiteur, l'application de l’émission acoustique, là encore, constitue un moyen très puissant en laboratoire qui peut être très prometteur sur site industriel. En effet, pour la suite de l’étude, il conviendrait de poursuivre les essais sur site industriel, en particulier sur des installations dans lesquelles le phénomène de corrosion sélective a été observé (échangeurs thermiques ou condenseurs...), afin de corréler les résultats obtenus en laboratoire avec ceux qui seront obtenus sur site industriel. Un retour en laboratoire permettra sans doute par la suite de se rapprocher des conditions réelles rencontrées sur sites, (température, morphologie, épaisseur de paroi…), ce qui sera certainement nécessaire pour définir définitivementles conditions optimales de contrôle et de quantification de ce mode de corrosion, et de l'efficacité inhibitrice du composé MBI.

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