MEC200_Lab de corrosion

MEC 200
Laboratoire : Introduction aux phénomènes de
corrosion des matériaux
Montréal 2010

MEC 200 : Technologie des Matériaux
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Table des matières
1. Objectifs ................................................................................................................................... 3
1.1 Déterminer le potentiel standard d’un matériau (séance #1) ............................................. 3
1.2 Étudier la corrosion galvanique (séance #2) ...................................................................... 3
1.3 Étudier les techniques de protection (séance #3)............................................................... 3
2. Mise en situation ...................................................................................................................... 3
3. Travaux préliminaires .............................................................................................................. 3
4. Manipulations et matériaux disponibles ................................................................................... 5
4.1 Matériaux disponibles........................................................................................................ 5
4.2 Équipement disponible ...................................................................................................... 5
4.3 Manipulations .................................................................................................................... 5
4.3.1 Mesure du potentiel standard de référence des différents métaux ............................. 5
4.3.2 Mesure de la vitesse de corrosion en fonction de la température et de la
concentration de l’électrolyte ................................................................................................... 6
4.3.3 Méthodes de protection .............................................................................................. 8
5. Questions ................................................................................................................................ 10
6. Rapport ................................................................................................................................... 11
Annexe 1 : Données expérimentales de polarisation. .................................................................... 12
Tableau A1 : essai de référence ...................................................................................................... 12
Tableau A2 : Polarisation, paramètre variable : température de l’électrolyte ................................ 13
Tableau A3 : Polarisation, paramètre variable : température de l’électrolyte ................................ 14
Annexe 2 : Guide de corrosion ....................................................................................................... 15
A.1 Potentiels standards de référence ........................................................................................ 16
A.2 La corrosion galvanique ...................................................................................................... 16
A.3 Passivation ........................................................................................................................... 19
A.4 Influence du milieu de corrosion ......................................................................................... 20
A.5 Protection contre la corrosion .............................................................................................. 21
Références ...................................................................................................................................... 21

MEC 200 : Technologie des Matériaux
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1. Objectifs
1.1 Déterminer le potentiel standard d’un matériau (séance #1)
• Déterminer l’échelle des potentiels standards de différents matériaux dans l’eau de mer
(acier, aluminium, titane, cuivre, zinc…) à l’aide d’un montage expérimental
• Comprendre et prédire le sens de la réaction d’oxydation
1.2 Étudier la corrosion galvanique (séance #2)
• Comprendre le phénomène de corrosion galvanique (échanges électroniques)
• Caractériser ce phénomène
• Réaliser le montage permettant d’obtenir le courant de corrosion (polarisation)
• Calculer la vitesse de dégradation grâce à la relation de Faraday
• Étudier l’impact de l’environnement sur les résultats : température, électrolyte…
1.3 Étudier les techniques de protection (séance #3)
• Effectuer le placage du cuivre sur l’électrode d’acier
• Réaliser un montage permettant d’étudier la méthode de protection par anode sacrificielle
2. Mise en situation
Vous travaillez actuellement pour la compagnie « Aqua-Tubo Inc. » qui fabrique des tuyaux de
en cuivre et des raccords en acier 1018 pour le domaine de la plomberie. Toutefois, un dépôt de
rouille apparaît après quelque temps sur des tuyaux de cuivre. Vous devez trouver la cause de ce
problème et les moyens de les prévenir.
3. Travaux préliminaires
• Lire les chapitres 8.1 – 8.2 – 8.3 dans le manuel « Des Matériaux »
• Lire le guide de corrosion disponible à l’annexe 1
• Préciser dans l’espace ci-après, la différence entre la corrosion galvanique et la corrosion
généralisée ?

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• Identifier les 3 conditions nécessaires pour être en présence d’une corrosion galvanique?
• Expliquer à quoi sert l’échelle des potentiels standards d’équilibre ?
• Pour chacun des montages présentés à la Figure 1, indiquer sur quelle(s) barre(s) de métal
immergée(s) pourra-t-on relever une perte de masse.
Montage 1 : ______________________________________________________
______________________________________________________
Montage 2 : ______________________________________________________
______________________________________________________
Montage 3 : ______________________________________________________
______________________________________________________
Montage nº1 Montage nº2 Montage nº3
Figure 1: Montages de corrosion
• Identifiez les formes de corrosion pour chacun des cas de perte de matière de la Figure 1:
Montage 1 : ______________________________________________________
Montage 2 : ______________________________________________________
Montage 3 : ______________________________________________________
Fe Fe Zn Zn
Fe Fe
Fe Fe Zn Zn
Fe Fe

4.
Manipulations et matériaux disponible
4.1
Matériaux disponibles
• Acier 1018, acier inox 304
• Cuivre (99%)
• aluminium 6061et 7075
• Titane grade 2
• Zinc pur
4.2
Équipement disponible
• Balance de précision –
Mettler
•
4x Plaque chauffante/vibrante
• Électrodes référence
au calomel (Hg
• PH – mètre
• Multimètres digitales
• Agitateur
magnétique, béchers et éprouvettes graduées
4.3 Manipulations
4.3.1
Mesure du potentiel standard de référence des différents métaux
Monter une cellule de mesure du potentiel standard
• Électrolyte
: eau de mer (33 g/L) à 2
• Électrode de référence
: électrode au calomel (Hg
• Liaison métal –
électrode de référence
P
rendre en note les valeurs des potentiels standards de référence dan
Figure 2
: Cellule de mesure du
Calomel saturé
MEC 200
: Technologie des Matériaux
Manipulations et matériaux disponible
s
Matériaux disponibles
Équipement disponible
Mettler
: 1200g max
4x Plaque chauffante/vibrante
– Corning : 30ºC... 550ºC, 60... 1200 RPM
au calomel (Hg
2
Cl
2
) saturé en KCl (ECS)
magnétique, béchers et éprouvettes graduées
Mesure du potentiel standard de référence des différents métaux
Monter une cellule de mesure du potentiel standard
tel que montré à la Figure 2.
: eau de mer (33 g/L) à 2
2ºC.
: électrode au calomel (Hg
2
Cl
2
) saturé en KCl (ECS)
électrode de référence
: multimètre en position 2 V DC
rendre en note les valeurs des potentiels standards de référence dan
s le
Tableau
: Cellule de mesure du
potentiel standard
d'un métal par rapport à une électrode au
Calomel saturé
([1], adapté de la figure 8.4, p 329)
E0
Électrolyte
ECS
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Mesure du potentiel standard de référence des différents métaux
Tableau
1.
d'un métal par rapport à une électrode au