Comme chacun sait, un stérilisateur est un récipient sous pression fermé, généralement en acier inoxydable ou en acier au carbone. En Chine, on compte environ 2,3 millions de récipients sous pression en service, parmi lesquels la corrosion métallique est particulièrement fréquente. Elle constitue le principal obstacle et la principale cause de défaillance, compromettant le fonctionnement stable et durable de ces récipients. En tant que récipient sous pression, la fabrication, l'utilisation, la maintenance et l'inspection d'un stérilisateur sont des aspects essentiels qui ne peuvent être négligés. Compte tenu de la complexité du phénomène et du mécanisme de corrosion, les formes et les caractéristiques de la corrosion métallique varient en fonction des matériaux, des facteurs environnementaux et des contraintes subies. Examinons maintenant quelques phénomènes de corrosion courants dans les récipients sous pression :
1. La corrosion généralisée (également appelée corrosion uniforme) est un phénomène causé par la corrosion chimique ou électrochimique. Le milieu corrosif atteint uniformément toute la surface métallique, assurant ainsi une composition et une organisation relativement homogènes. La corrosion s'effectue alors à un rythme similaire sur l'ensemble de la surface. Dans le cas des récipients sous pression en acier inoxydable, en milieu corrosif à faible pH, le film de passivation peut perdre son effet protecteur par dissolution, entraînant une corrosion généralisée. Qu'elle soit d'origine chimique ou électrochimique, la corrosion généralisée a en commun la difficulté à former un film de passivation protecteur à la surface du matériau. Les produits de corrosion peuvent se dissoudre dans le milieu ou former une couche d'oxyde poreuse, intensifiant ainsi le processus de corrosion. Les conséquences néfastes de la corrosion généralisée sont considérables : elle réduit la section de pression des éléments porteurs du récipient, ce qui peut provoquer des fuites par perforation, voire une rupture ou une mise au rebut en raison d'une résistance insuffisante. Deuxièmement, lors du processus de corrosion électrochimique complète, une réaction de réduction de H+ est souvent observée, ce qui peut entraîner un remplissage du matériau par l'hydrogène, puis une fragilisation par l'hydrogène et d'autres problèmes. C'est également la raison pour laquelle l'équipement doit être déshydrogéné lors de la maintenance par soudage.
2. La corrosion par piqûres est un phénomène de corrosion localisée qui débute à la surface du métal et se propage à l'intérieur pour former de petites cavités. Dans un milieu spécifique, après un certain temps, des piqûres peuvent apparaître à la surface du métal et s'approfondir progressivement. Bien que la perte de masse initiale puisse être faible, la corrosion localisée, très rapide, entraîne souvent la perforation des équipements et des canalisations, provoquant des accidents soudains. L'inspection de la corrosion par piqûres est difficile car les cavités sont petites et souvent recouvertes de produits de corrosion, ce qui complique la mesure et la comparaison quantitative du degré de corrosion. C'est pourquoi la corrosion par piqûres est considérée comme l'une des formes de corrosion les plus destructrices et insidieuses.
3. La corrosion intergranulaire est un phénomène de corrosion localisée qui se produit le long ou à proximité des joints de grains. Elle est principalement due à la différence de composition chimique entre la surface et l'intérieur des grains, ainsi qu'à la présence d'impuretés aux joints de grains ou de contraintes internes. Bien que la corrosion intergranulaire puisse être difficilement perceptible à l'échelle macroscopique, une fois amorcée, elle entraîne une perte de résistance quasi instantanée du matériau, provoquant souvent une défaillance soudaine et imprévisible de l'équipement. Plus grave encore, la corrosion intergranulaire se transforme facilement en fissuration par corrosion sous contrainte intergranulaire, devenant ainsi la source de cette dernière.
4. La corrosion par interstices est un phénomène de corrosion qui se produit dans les interstices étroits (généralement de 0,02 à 0,1 mm de largeur) formés à la surface du métal par des corps étrangers ou pour des raisons structurelles. Ces interstices doivent être suffisamment étroits pour permettre à un fluide de s'y infiltrer et d'y stagner, créant ainsi les conditions propices à la corrosion. En pratique, les joints à brides, les surfaces de serrage des écrous, les joints à recouvrement, les cordons de soudure non traversants, les fissures, les porosités superficielles, les scories de soudage non éliminées et déposées sur la surface métallique, la calamine, les impuretés, etc., peuvent constituer des interstices et engendrer une corrosion par interstices. Cette forme de corrosion localisée est courante et très destructrice ; elle peut compromettre l'intégrité des liaisons mécaniques et l'étanchéité des équipements, entraînant des pannes et même des accidents graves. Par conséquent, la prévention et le contrôle de la corrosion par interstices sont essentiels, et un entretien et un nettoyage réguliers des équipements sont indispensables.
5. La corrosion sous contrainte représente 49 % des types de corrosion affectant l'ensemble des conteneurs. Elle se caractérise par l'effet synergique d'une contrainte directionnelle et d'un milieu corrosif, entraînant une fissuration fragile. Ce type de fissure peut se développer non seulement le long des joints de grains, mais aussi à l'intérieur même des grains. Lorsque les fissures pénètrent profondément dans le métal, la résistance de la structure métallique diminue considérablement, pouvant même provoquer une rupture soudaine et imprévisible de l'équipement. La fissuration induite par la corrosion sous contrainte (FIC) présente donc des caractéristiques destructrices soudaines et importantes : une fois formée, la fissure se propage très rapidement et la rupture survient sans signe avant-coureur significatif, ce qui en fait une forme de défaillance particulièrement dommageable pour les équipements.
6. Le dernier phénomène de corrosion courant est la corrosion par fatigue, qui désigne le processus d'endommagement progressif de la surface du matériau jusqu'à rupture, sous l'action combinée de contraintes alternées et d'un milieu corrosif. L'effet combiné de la corrosion et des déformations alternées du matériau raccourcit considérablement le temps d'amorçage et le nombre de cycles des fissures de fatigue, et augmente la vitesse de propagation des fissures, ce qui réduit fortement la limite de fatigue des matériaux métalliques. Ce phénomène accélère non seulement la défaillance prématurée des éléments sous pression de l'équipement, mais réduit également considérablement la durée de vie des récipients sous pression conçus selon des critères de fatigue. Lors de l'utilisation, afin de prévenir divers phénomènes de corrosion, tels que la corrosion par fatigue des récipients sous pression en acier inoxydable, les mesures suivantes doivent être prises : tous les 6 mois, nettoyer soigneusement l'intérieur du réservoir de stérilisation, du réservoir d'eau chaude et des autres équipements ; si la dureté de l'eau est élevée et que l'équipement est utilisé plus de 8 heures par jour, un nettoyage tous les 3 mois est recommandé.
Date de publication : 19 novembre 2024