Effets des ruptures et reprises de protection cathodique sur la couche de produits de corrosion des aciers en zone de marnage

M. Jeannin1, R. Sabot1, H. Antony2, S. Pineau3 et P. Refait1

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

2 Corrodys, 145 chemin de la Crespinière, BP 48, 50130 Cherbourg-Octeville, France

3 Accoast SAS, Espace Atlantis, 7 Parc d’Activité Doaren Molac, 56610 Arradon, France

Résumé

Des coupons en acier au carbone ont été exposés en zone de marnage dans deux sites portuaires (Le Havre et Nantes-Saint Nazaire) pendant 7 ans en étant soumis à une protection cathodique permanente, à une protection limitée aux 6 premières années ou à une protection appliquée seulement la dernière année. La couche de produits recouvrant les coupons a été analysée en détail par diffraction des rayons X et ?-spectroscopie Raman et les vitesses de corrosion ont été estimées par des mesures de perte d’épaisseur. Les coupons ayant été protégés en permanence se caractérisent par des vitesses de corrosion environ 10 fois plus faibles que celles observées en l’absence de protection. Les produits de la corrosion résiduelle sous protection cathodique, similaires à ceux observés en corrosion libre, forment une fine couche au contact du métal sous le dépôt calcomagnésien. L’arrêt de la protection au bout de 6 ans conduit à une ré-accélération de la dégradation qui se traduit par l’accumulation rapide des produits de la corrosion libre. Ceci confirme que la protection cathodique a essentiellement un effet modérateur sur la cinétique d’un processus qui reste globalement le même. Enfin, l’application différée de la protection après 6 ans induit la transformation de certains constituants de la rouille, notamment celle de la rouille verte sulfatée en rouille verte carbonatée. D’autres constituants prédominants, comme la magnétite, ne sont pas affectés. La couche de rouille pré-existante subit donc des modifications plus ou moins importantes selon sa composition.

Abstract

Carbon steel coupons were set in the tidal zone of two seaports (Le Havre and Nantes-Saint Nazaire) for 7 years with a cathodic protection applied permanently, stopped after 6 years or applied only the last year. The products covering the coupons were thoroughly characterized by X-ray diffraction and ?-Raman spectroscopy, and the corrosion rates were estimated by residual thickness measurements. Permanently protected steel coupons are characterized by corrosion rates ten times smaller than those measured for unprotected coupons. The products of the residual corrosion process, similar to those observed at the open circuit potential, form a thin layer on the steel surface under the calcareous deposit. Stopping cathodic protection after 6 years induces a re-acceleration of the degradation, as revealed by the accumulation of the usual corrosion products. This confirms that cathodic protection has mainly a moderating effect on the kinetics of a process basically unchanged. Finally, the delayed application of the protection can induce the transformation of previously formed corrosion products. For instance, sulfate green rust is integrally transformed into carbonate green rust. Other compounds, such as magnetite, are not affected. The importance of the modifications induced by cathodic protection consequently depends on the composition of the pre-existing rust layer.

Materiaux techniques 

Numéro Spécial :
Matériaux & Techniques

(Vol. 101, No. 5-6 / 2013)

"Corrosion et protection des ouvrages métalliques en environnement marin"

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