Comportement en milieu salin de nouveaux échangeurs de chaleur en aciers inoxydables

Les échangeurs de chaleur sont utilisés dans de nombreux secteurs car ils représentent des composants indispensables au déroulement de procédés industriels. Les divers projets de développement d’échangeurs innovants passent nécessairement par une étude matériau permettant de fixer la nuance d’alliage, le design et le procédé de conception optimum. C’est dans ce cadre que la présente étude « matériau » s’est déroulée à travers un projet institutionnel porté par Five’s Cryogénics et soutenu par la région Grand Est. L’étude physico-chimique visait à évaluer la résistance à la corrosion aqueuse en milieux chlorurés de nouveaux échangeurs construits en aciers inoxydables et assemblés par un procédé de brasage. L’objectif était d’acquérir la meilleure connaissance possible des processus élémentaires de corrosion qui pourraient affecter les dispositifs envisagés. L’objectif de la première étape de ce travail était de caractériser la microstructure des aciers et de la brasure avant et après traitement thermique (TH). Les résultats obtenus ont permis d’atteindre les objectifs visés et d’établir les évolutions structurales en surface et à cœur suite au TH mis en œuvre. Ils ont notamment montré que l’acier 316LTi est moins sujet au grossissement granulaire en température que le 316L. De plus, ils ont souligné la persistance de controverses au sujet de la stabilité de certaines phases intermétalliques (Cr6Ni16Si7) qui nuisent à l’établissement de modèles thermodynamiques fiables. L’objectif de la deuxième étape était de concentrer les investigations sur la réactivité chimique en milieux aqueux chlorurés des différentes phases intermétalliques identifiées au cours de l’étude microstructurale. Les mesures électrochimiques ont permis de caractériser leur résistance à la corrosion et conduit aux résultats suivants : i) les deux aciers présentent des vitesses de « corrosion généralisée » du même ordre de grandeur mais ce processus de corrosion n’est pas « impactant », ii) ils sont sensibles à la corrosion par piqûres, iii) ils sont passivables et la couche passive produite à haute température est particulièrement protectrice, iv) les phases constitutives de la brasure (avant TH) et du cordon brasé (post TH) sont cathodiques par rapport aux deux aciers et v) peuvent les protéger en jouant le rôle d’anodes solubles. L’objectif de la dernière étape était d’évaluer le comportement de différents assemblages suite à des immersions de plusieurs milliers d’heures.