Carbon steel corrosion scales protectiveness study in CO2 aqueous solution

Etude de la protectivité des dépôts de corrosion sur acier peu allié en milieu aqueux contenant du CO2 Cette étude se concentre sur la protection de la couche des produits de corrosion de l'acier au carbone dans une solution aqueuse avec du CO2 dissous. D’abord, une étude bibliographique est réalisée sur les caractéristiques d'une couche de produit de corrosion tant du point de vue électrochimique que d'un point de vue structurel traitant de sa morphologie et de sa composition. Une section spécifique est dédiée à la pseudo-passivation des aciers au carbone, celle-ci est une condition particulièrement protectrice qui se forme spontanément dans certains environnements. Enfin, l'effet des impuretés présentes dans les environnements industriels tels que les chlorures, les ions calcium et l'oxygène, est analysé en relation avec la protection de la couche des produits de corrosion et les processus de corrosion. Afin d'étudier la protection de la couche et les changements que certains paramètres ont sur la pseudo-passivation, une condition expérimentale de référence est sélectionnée. La couche pseudo-passive est composée presque uniquement de sidérite ; de la magnétite est observée occasionnellement et elle ne forme jamais un film continu entre la couche de sidérite et le substrat d'acier au carbone. Le mécanisme de réaction électrochimique expliquant la pseudo-passivation est étudié en appliquant différentes conditions de surtension et d'écoulement de la solution à la couche pseudo-passive. En utilisant les observations obtenues avec ces expériences, un modèle d'impédance électrochimique est proposé pour expliquer le comportement des réactions avant et après la pseudo-passivité. On considère qu'avant la pseudo-passivation, une simple réduction de la surface active ralentit la corrosion de l'acier au carbone. Après la pseudo-passivation, une limitation de diffusion attribuée à la réaction anodique (passant par un processus d'étape adsorbée) est proposée. Enfin, l'effet de la contamination par l'oxygène dans une solution aqueuse avec du CO2 dissous est étudié. Une contamination par l'oxygène est introduite dans la gamme des centaines de ppb. L’O2 change la morphologie de la corrosion en passant d’un type de corrosion uniforme à un type localisé. À l'intérieur des éléments de corrosion localisés, d'autres phases que la sidérite telle que la chukanovite, précipitent. La propagation de la profondeur de ces éléments de corrosion localisées est fortement corrélée à la teneur en oxygène de la solution. En effet la propagation des piqûres s'arrête lorsque l'O2 n'est plus présent dans la solution et pour nos conditions expérimentales, une couche protectrice pseudo-passive est reconstruite. Les résultats obtenus pourraient être expliqués avec un modèle de contamination avec O2 déjà proposé dans la littérature.