Corrosion par contact lors du raccordement de matériaux
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Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches Société Suisse de l’Industrie du Gaz et des Eaux Società Svizzera dell’Industria del Gas e delle Acque Swiss Gas and Water Industry Association Fiche technique TPW 2006/1 SVGW SSIGE SSIGA SGWA f édition octobre 06 Corrosion par contact lors du raccordement de matériaux différents pour tuyaux d’eau potable dans les installations d’immeubles 1. Introduction Le raccordement de tuyaux de matériaux métalliques et non métalliques différents (installations mixtes) ne peut de nos jours pratiquement plus être évité en particulier lors de travaux de transformation ou d’extension ainsi que lors d’améliorations d’installations d’immeubles. Selon l’accouplement de matériaux, une corrosion de contact due à des processus électrochimiques peut apparaître aux points de contact métalliques et, dans le pire des cas, des dégâts de corrosion peuvent se produire. 2. Signification et but, domaine de validité de la présente fiche technique La présente fiche technique doit permettre de montrer comment diminuer les dégâts dus à la corrosion de contact dans les installations d’eau de boisson d’immeubles. D’autres mécanismes de la corrosion, tels que les corrosions dues à la stagnation de l’eau, aux piqûres de corrosion (corrosion perforante) ou à la corrosion fissurante sous tension ne sont pas l’objet de cette fiche technique. Dans ces cas, une étude spécialisée est généralement nécessaire. 3. Définitions Corrosion Du latin: corrodere = rongé. Réaction - généralement électrochimique ou physique/métallique - d’un matériau métallique avec son environnement. Apparition de la corrosion Modification mesurable d’un matériau métallique par la corrosion. Dégâts dus à la corrosion Altération du fonctionnement d’un matériau ou système métallique due à la corrosion. Valeur du pH Le pH définit la concentration des ions d’hydrogène ou, plus exactement, la réaction acide, alcaline ou neutre de l’eau (pH 7.0 = neutralité). SVGW, Grütlistrasse 44, Postfach 2110, 8027 Zürich Telefon 044/288 33 33, Fax 044/202 16 33, www.svgw.ch 4. Bases relatives au mécanisme de la corrosion de contact Série électrochimique des métaux Le caractère d’un métal est notamment défini par la facilité avec laquelle il peut être oxydé. Les métaux qui sont facilement oxydables sont alors considérés comme des métaux communs (potentiel-) et ceux qui sont difficilement oxydables comme des métaux précieux (potentiel +). La série de potentiels électrochimiques des métaux est donnée par leur capacité d’oxydation. Choix de matériaux de tuyaux pour l’eau potable en fonction de leur potentiel Si le potentiel est élevé, on parle de métaux précieux, ils ont peu tendance à créer des liaisons. Les métaux avec un faible potentiel sont appelés métaux communs. ils présentent une tendance élevée à participer à des liaisons. Figure 1: Série électrochimique, potentiels mesurés dans l’eau potable, source : «Beständigkeitstabellen von Kupferwerkstoffen in versch. Medien, Gesamtverband Deutscher Metallgiessereien, Düsseldorf 1970». Remarque : les valeurs de potentiels peuvent légèrement différer selon la composition de l’eau potable. Elément galvanique Si deux métaux différents sont plongés dans une solution électrolytique, une tension (différence de potentiel) se crée entre ces métaux. Une telle combinaison est désignée par élément galvanique. En règle générale l’anode est oxydée (métal commun) et se dissout petit à petit face au métal plus précieux (cathode). Un courant (courant de corrosion) s’écoule avec une intensité et une tension déterminée. La tension est donnée par la différence de potentiel entre les différents métaux et dépend de leur position dans la série électrochimique. Figure 2: Création d’un élément galvanique 5. Mécanisme de la corrosion lors de corrosion par contact dans des tuyaux d’eau potable d’installations d’immeubles Dans les installations mixtes, un élément galvanique court-circuité avec une différence de potentiel apparaît aux points de passage lors de contacts métalliques de tuyaux et de raccords faits de matériaux métalliques différents en présence d’eau potable et/ou d’eau de condensation qui agissent comme électrolyte. Un courant de corrosion s’écoule (courant continu). Figure 3: Raccordement de tuyaux, élément galvanique Différence de potentiel et courant de corrosion L’importance de la différence de potentiel et du courant de corrosion lors d’un raccordement avec des matériaux métalliques de nature différente «précieux – communs» dépend de : • de la position des deux métaux ou alliages dans la série des potentiels électrochimiques ainsi que de la présence éventuelle de couches passives ou de revêtements. • de la composition et des propriétés de l’électrolyte, p.ex. l’eau potable. Il s’agit en particulier de la conductibilité, du pH, de la teneur en oxygène (saturation en oxygène), de la teneur en sels, de la température. • de l’environnement : humidité de l’air, de la présence dans l’air de substances associées agressives et corrosives. Densité du courant de corrosion / règles des surfaces Plus la surface de l’anode (métal/alliage commun) est petite, comparée à celle de la cathode (métal/alliage précieux), plus la densité du courant de corrosion qui agit sur l’anode est importante et inversement. Une densité élevée du courant de corrosion provoque alors une accélération de la corrosion de l’anode (métal / alliage commun). 6. Points de risques pour la corrosion par contact et mesures de prévention Règle d’écoulement La règle de l’écoulement doit dans tous les cas être respectée pour les raccordements avec des tuyaux en cuivre : les tuyaux en cuivre doivent toujours être montés après - dans la direction d’écoulement - des éléments de construction en acier galvanisé (ceci évite la corrosion par l’arrivée d’ions de cuivre). Combinaisons de matériaux dans les installations d’eau potable Si des tronçons de tuyaux ou des éléments de construction de différents matériaux sont raccordés, la corrosion par contact aux points de raccordement peut être évitée par la déconnection ou l’interruption des potentiels de tension. Eau de condensation Pour éviter la formation d’eau de condensation et donc également une éventuelle corrosion par contact, les tuyaux et les raccords soumis au froid doivent être entièrement isolés avec des substances adéquates et exemptes de pores. Empêcher la corrosion par contact des vis Il faut particulièrement prendre en compte les raccords de conduites en acier inoxydable. Il ne faut pas utiliser ici de vis en acier galvanisé pour les brides et les accouplements de tubes, car en cas de formation d’eau de condensation le processus de la corrosion des vis est inévitable. Séparation des potentiels de tension Le montage d’un raccord ou d’un robinet en cuivre rouge interrompt le potentiel de tension entre l’acier galvanisé et l’acier inoxydable, c’est-à-dire diminue celui-ci aux points de contact. La différence de potentiel entre le cuivre et l’acier inoxydable est très faible. C’est la raison pour laquelle la séparation des potentiels de tension n’est pas nécessaire (exception: surface de cuivre très petite en comparaison de l’acier inoxydable, p.ex. lorsque un seul raccord en cuivre est utilisé Ô règle des surfaces) Interruption des potentiels de tension Des tuyaux et tubes métalliques en matériaux différents sont isolés électriquement au moyen de joints isolants, de brides isolantes, de raccords à vis (raccords « union ») ou de parties de tuyaux en matière synthétique. Une corrosion par contact est ainsi évitée. Dans de tels cas, les systèmes de mise à la terre destinés à dévier les courants de court-circuit et qui servent à la protection des personnes, doivent rester intacts. La protection des personnes passe avant la protection contre la corrosion! Lorsqu’un danger de corrosion d’un raccord est inévitable, les éléments de raccordement doivent pouvoir être contrôlés et échangés.
