Mécanismes de la corrosion des aciers au carbone en zone de marnage

Mechanisms of carbon steel corrosion in the tidal zone

¹ Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (LaSIE), FRE 3474 CNRS – Université de La Rochelle, Bât. Marie Curie, Av. Michel Crépeau, 17042 La Rochelle Cedex 01, France
prefait@univ-lr.fr@univ-lr.fr ; rsabot@univ-lr.fr ; mjeannin@univ-lr.fr
² Accoast SAS, Espace Atlantis, 7 Parc d’Activité Doaren Molac, 56610 Arradon, France
samuel.pineau@accoast.fr
³ Corrodys, 145 chemin de la Crespinière, BP 48, 50130 Cherbourg-Octeville, France
hantony@corrodys.com

Reçu : 4 Juillet 2013
Accepté : 9 Octobre 2013

Résumé

Des coupons en aciers au carbone ont été exposés en zone de marnage dans deux sites portuaires (Grands Ports Maritimes du Havre et de Nantes-Saint Nazaire). La couche de produits de corrosion recouvrant les coupons après 6 mois, 12 mois et 7 ans d’exposition a été analysée en détail par diffraction des rayons X et μ-spectroscopie Raman. Les résultats obtenus aux temps courts (6 et 12 mois) mettent en évidence un processus général qui conduit principalement à la formation de magnétite Fe₃O₄, produit typique de la corrosion atmosphérique favorisépar les cycles humide/sec, et d’oxyhydroxydes ferriques FeOOH. La rouille verte sulfatée RV(SO₄²⁻), produit caractéristique de la corrosion marine des aciers, est néanmoins observée en fine couche à la surface du métal sous la magnétite. Pour des temps plus longs d’exposition (7 ans), deux types de comportement sont observés, l’un s’apparentant à la corrosion atmosphérique, l’autre s’apparentant à la corrosion en immersion continue dans l’eau de mer. Cette différenciation est probablement liée aux conditions de séchage des couches de produits de corrosion lors de la période d’émersion de l’acier. A ces deux comportements sont associées des vitesses de corrosion différentes (~0,09 mm/an dans le premier cas et ~0,05 mm/an dans le second cas).

Abstract

Carbon steel coupons were set in the tidal zone of two seaports (Le Havre and Nantes-Saint Nazaire). The layers of corrosion products covering the coupons after 6 months, 12 months and 7 years of exposure to the marine medium were thoroughly characterized by X-ray diffraction and μ-Raman spectroscopy. The results obtained for short immersion times (6 and 12 months) revealed a general process leading mainly to magnetite Fe₃O₄, a typical product of atmospheric corrosion favored by wet/dry cycles, and Fe(III) oxyhydroxides FeOOH. The sulfate green rust GR(SO₄²⁻), a typical product of marine corrosion, could also be identified as a thin layer on the steel surface underneath magnetite. For longer exposure times (7 years), two behaviors were observed, one similar to atmospheric corrosion, the other similar to the corrosion process occurring during continuous immersion in seawater. This difference is more likely linked to the drying conditions of the rust layer during the emersion periods of the wet/dry cycle. The corrosion rate associated to these two behaviors is also different (~0.09 mm/year in the first case, ~0.05 mm/year in the second case).