Corrosion des aciers faiblement alliés en eau de mer naturelle : influence des éléments d'alliage et des bactéries

Corrosion of low alloy steels in natural seawater : influence of alloying elements and bacteria

• Auteur / Autrice : Emilie Dajoux Malard
• Direction : Otávio Gil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sulfures de fer

Oxydes de fer

Bactéries

Biofilms

Alliages

Acier au carbone

Corrosion par l'eau de mer

Résumé

Les structures métalliques en acier au carbone immergées en eau de mer naturelle sont exposées à d’importants phénomènes de corrosion, parfois diagnostiqués comme étant influencés par les micro-organismes. La présence d’éléments d’alliage dans les aciers faiblement alliés pourrait constituer une amélioration de la résistance à la corrosion des structures. Dans ce contexte, des essais sont réalisés sur une gamme d’aciers commerciaux contenant de 0,05% à 11,5% de chrome, par immersion en eau de mer naturelle sur site et en présence de fortes concentrations en bactéries sulfurogènes marines, en laboratoire. Les résultats gravimétriques, microbiologiques, électrochimiques, ainsi que l’analyse des produits de corrosion montrent un phénomène de corrosion composé de plusieurs phases. Une phase préliminaire de ralentissement de la corrosion généralisée est corrélée à la présence de bactéries sulfurogènes sessiles et à une formation importante de composés soufrés, la durée de cette phase diminuant avec l’augmentation de la teneur en éléments d’alliage des aciers. Cette phase est vraisemblablement suivie d’une augmentation de la corrosion, visible pour certains aciers seulement, après 8 mois d’immersion en eau de mer naturelle. Les éléments chrome et molybdène montrent simultanément une influence bénéfique pour la corrosion généralisée et un effet toxique pour les bactéries sulfurogènes. Cette étude pluridisciplinaire reflète la complexité des interactions entre les bactéries et les aciers ; les bactéries sulfurogènes semblent impliquées dans les processus de corrosion en eau de mer naturelle et des études complémentaires permettront d’approfondir les mécanismes mis en jeu.

Metallic infrastructures immersed in natural seawater are exposed to important corrosion phenomena, sometimes characterised as microbiologically influenced corrosion. The presence of alloying elements in low alloy steels could present a corrosion resistance improvement of the structures. In this context, tests are performed with commercial steel grades, from 0,05wt% Cr to 11,5wt% Cr. They consist in “on site” immersion in natural seawater on the one hand, and in laboratory tests with immersion in media enriched with marine sulphide-producing bacteria on the other hand. Gravimetric, microbiological, electrochemical measurements and corrosion product analyses are carried out and show that corrosion phenomenon is composed of several stages. A preliminary step is the reduction of the corrosion kinetics and is correlated with the presence of sessile sulphide-producing bacteria and an important formation of sulphur-containing species. This phase is shorter when the alloying element content of the steel increases. This phase is probably followed by an increase of corrosion, appearing clearly after an 8-month immersion in natural seawater for some of the grade steels. Chromium and molybdenum show at the same time a beneficial influence to generalised corrosion resistance and a toxic effect on sulphide-producing bacteria. This multidisciplinary study reflects the complexity of the interactions between bacteria and steels ; sulphide-producing bacteria seem to be involved in corrosion processes in natural seawater and complementary studies would have to clarify occurring mechanisms.