Corrosion resistance of common metals and stainless steels in water

Résistance à la corrosion dans les eaux des métaux usuels et des aciers inoxydables

École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers LM3 - UMR CNRS 8006 151, boulevard de l'Hôpital, 75013 Paris

Abstract

Corrosion resistance of common metals depends on the formation and the stability of protective layers (oxides, hydroxides).

The corrosion resistance of stainless steels is due to a protective passive layer formed in contact with « fresh water » or moisture from the air, it is essential that the surfaces of stainless steel com-ponents remain clean throughout their life (absence of contamination, high temperature oxide scale, unwanted deposits, etc.

The design, construction and working conditions of water circuits must minimise the risks of localised corrosions. In water corrosion, the design is more important than the water quality.

However waters with too low pH, TAC and TH lower than 8°F can lead to corrosion in the case of common metals (iron, copper, zinc), but not in the case of stainless steels.

Résumé

Le comportement, vis à vis de la corrosion, des matériaux usuels, comme l'acier, la fonte, l'acier galvanisé, dépend de la qualité des produits de corrosion protecteurs qui peuvent se former à la surface de ces métaux.

La résistance à la corrosion des aciers inoxydables est, elle, tributaire de la pérennité de la couche passive qui doit se former, et se maintenir, à la surface en contact avec l'eau. Il suffit pour cela que le milieu soit oxydant, que la teneur en ions chlorure reste dans les limites de la directive CE 98/83 et que les surfaces soient maintenues propres (absence de dépôts intempestifs). Si ce n'est pas le cas, les problèmes de corrosion que l'on peut alors rencontrer sont généralement liés à l'apparition de corrosions localisées, qui peuvent aller jusqu'à la perforation.

Pour les métaux usuels, les conditions de formation des couches protectrices dépendent de paramètres plus nombreux. On peut citer : la composition de l'eau, la situation de l'eau vis à vis de l'équilibre calcocarbonique, le pH, les conditions hydrauliques, la nature des circuits, les conditions d'exploitation et d'entretien, etc. L'agent corrosif principal est la plupart du temps l'oxygène dissous. Mais sa présence est paradoxalement nécessaire à la mise en place et au maintien des couches protectrices.

Cependant, la conception, la réalisation, l'exploitation et l'entretien d'un circuit sont des facteurs beaucoup plus importants que la corrosivité propre de l'eau.