La corrosion d’alliages chromino-formeurs base nickel par les silicates fondus à haute température est un problème couramment rencontré dans les procédés de vitrification des déchets radioactifs ou dans l’élaboration de la fibre de verre. La formation d’une couche d’oxyde de chrome par oxydation confère à ces alliages une grande résistance à la corrosion dans ces milieux.
La stabilité de cette couche d’oxyde dépend de la compétition entre sa formation par oxydation et sa dissolution dans le liquide. Abdullah et al. [1] ont montré qu’au-delà d’une certaine température, appelée température de dépassivation, la couche d’oxyde de chrome est dissoute soumettant l’alliage à une corrosion active.
Dans le présent travail, la modélisation de la formation de la couche d’oxyde et de la dissolution par réactions chimiques et diffusion dans le liquide a révélé qu’une dépassivation est théoriquement possible si la teneur en O2 dans le liquide est trop faible. Des mesures électrochimiques ainsi que le modèle développé [2] ont été utilisés pour estimer la concentration en O2 dans des liquides Na2O-3SiO2, Na2O-2SiO2 et 0,75Na2O-B2O3-2,75SiO2 équilibrés sous air. Les valeurs obtenues semblent en accord avec le phénomène de dépassivation prédit théoriquement.
Enfin, des immersions de l’alliage Ni-30Cr pré-oxydé dans le liquide 0,75Na2O-B2O3-2,75SiO2 menées en augmentant progressivement la température tout en suivant le potentiel de corrosion ont été réalisées à partir de 942 °C jusqu’à la dépassivation de l’alliage. La caractérisation des échantillons trempés a permis de mesurer l’évolution de l’épaisseur de la couche d’oxyde au cours du traitement. L’application du modèle de corrosion dans le cadre de cette expérience a permis de confirmer que l’appauvrissement du liquide en O2 explique l’évolution de l’épaisseur de Cr2O3 ainsi que la dépassivation.
Références
[1] T. K. Abdullah, C. Petitjean, P-J. Panteix, E. Schmucker, C. Rapin, M. Vilasi, Corrosion of pure Cr and Ni-30Cr alloy by soda-lime-silicate melts: study of simplified systems, Oxidation of Metals, 85 (2016) 3-16.
[2] V. Szczepan présentation JECH 50
alliage base nickel, verre, dépassivation, modélisation, électrochimie