Corrosion de l’eau de refroidissement : mécanismes et protection
L'eau de refroidissement corrode le métal par plusieurs mécanismes distincts : attaque générale (uniforme), corrosion galvanique entre métaux différents, piqûres d'oxygène, corrosion par fissures et sous-dépôts, corrosion sous influence microbiologique (MIC) et corrosion-érosion. Chacun a une cause et un remède spécifiques : le bon inhibiteur de corrosion (anodique, cathodique ou mixte), les azoles pour le cuivre, ainsi que le contrôle des dépôts, des microbes et de l'équilibre hydrique protègent l'ensemble du système.
Pourquoi l'eau de refroidissement corrode le métal
L'eau de refroidissement en recirculation est saturé d'oxygène, chaud et plein de sels dissous — un électrolyte idéal pour la corrosion. La perte de métal s'effectue électrochimiquement (anode + cathode) et reste rarement uniforme : elle se concentre en piqûres et dépôts qui perforent les tubes bien avant l'amincissement général. Comprendre le mécanisme vous dit le guérir.
Les mécanismes de corrosion
- Général (uniforme) — même la perte de métal ; contrôlé par un inhibiteur filmogène et corrige bilan hydrique (LSI).
- Galvanique — un métal plus noble (cuivre) entraîne la corrosion d'un métal moins noble (acier, aluminium) à l'endroit où ils se connectent ; contrôle par inhibiteurs de cuivre azolés, isolement et films inhibiteurs.
- Piqûres d'oxygène — des piqûres localisées sous les cellules différentielles d'oxygène ; l'attaque classique profonde et perforante.
- Crevasse et sous-dépôt — les zones privées d'oxygène sous les joints, les dépôts et le biofilm deviennent des anodes agressives ; contrôlé par garder les surfaces propres (dispersants, antitartre, biocide).
- MIC (corrosion influencée microbiologiquement) — les bactéries sulfato-réductrices et autres bactéries sous biofilm entraînent une corrosion locale sévère ; contrôlé par le programme biocide/biofilm.
- Érosion-corrosion — les solides entraînés ou à grande vitesse enlèvent le film protecteur ; contrôlé par la conception et les limites de débit.
Types d'inhibiteurs de corrosion
Les inhibiteurs sont classés selon la réaction qu'ils ralentissent : anodique (par exemple, orthophosphate, molybdate - passiver l'anode), cathodique (par exemple, zinc, polyphosphate – ralentissent la cathode) et mixte. Les programmes les combinent, plus les azoles (BTA, TTA, CCP) pour le cuivre et les métaux jaunes, et des phosphonates pour le tartre afin que les dépôts ne protègent pas de la corrosion. Les chaudières ajoutent un désoxygénant.
Les dépôts et les microbes aggravent la situation
La corrosion de l'eau de refroidissement la plus dommageable est sous dépôts et biofilm, où se concentrent les cellules oxygénées et les bactéries. La lutte contre la corrosion est donc indissociable de contrôle du tartre/des dispersants et un programme biocide — une surface propre est une surface protégeable.
Surveillance
Suivez la corrosion avec coupons (mils par an, mpy) ou sondes en ligne pour l'acier doux et le cuivre, plus le fer/cuivre dans l'eau. Les objectifs généraux sont d'environ <3 mpy pour l'acier doux et <0,2 mpy pour le cuivre ; la hausse des taux signale un problème de programme avant que des échecs ne surviennent.
Mécanismes et contrôle de la corrosion de l’eau de refroidissement
| Mécanisme | Parce que | Contrôle |
|---|---|---|
| Général / uniforme | O₂, faible LSI | Inhibiteur filmogène, équilibre hydrique |
| Galvanique | Métaux différents | Azole (Cu), isolement, inhibiteur |
| Piqûres d'oxygène | Cellules différentielles O₂ | Inhibiteur + surface propre |
| Crevasse / sous-dépôt | Dépôts, joints, biofilm | Dispersant, antitartre, biocide |
| MICRO | BSR / biofilm | Contrôle biocide + biofilm |
| Érosion-corrosion | Vitesse / solides | Conception, limites de débit |
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Questions fréquemment posées
Quelles sont les causes de la corrosion dans les systèmes d’eau de refroidissement ?
L’eau de refroidissement est saturée d’oxygène, chaude et salée – un électrolyte idéal – de sorte que le métal se corrode électrochimiquement. Elle reste rarement uniforme : elle se localise dans les piqûres d'oxygène, les attaques galvaniques entre métaux différents, la corrosion par fissures et sous-dépôts, la corrosion sous influence microbiologique (MIC) sous biofilm et l'érosion-corrosion à grande vitesse.
Quels sont les types d’inhibiteurs de corrosion ?
Par la réaction ils ralentissent : les inhibiteurs anodiques (orthophosphate, molybdate) passivent l'anode ; les inhibiteurs cathodiques (zinc, polyphosphate) ralentissent la cathode ; et les inhibiteurs mixtes font les deux. Les programmes de refroidissement les combinent avec des azoles (benzotriazole, tolyltriazole) pour le cuivre et les métaux jaunes, ainsi qu'avec des phosphonates et des dispersants afin que les dépôts n'abritent pas la corrosion.
Qu’est-ce que la corrosion sous-dépôt et influencée microbiologiquement ?
La corrosion sous dépôt se produit sous le tartre, la boue ou le biofilm, où les zones privées d'oxygène deviennent des anodes locales agressives. La CMI est pilotée par des bactéries – en particulier des bactéries sulfato-réductrices – vivant dans un biofilm. Les deux sont graves et localisés, et tous deux sont contrôlés en gardant les surfaces propres avec des dispersants, un antitartre et un programme biocide.
Comment protéger le cuivre dans l’eau de refroidissement ?
Le cuivre et les métaux jaunes sont protégés par des inhibiteurs d'azole - benzotriazole (BTA), tolyltriazole (TTA) ou mercaptobenzothiazole (MBT) - qui forment un mince film passivant sur la surface du cuivre et empêchent également le cuivre de se déposer sur l'acier et de le corroder galvaniquement. Ils sont dosés à raison de 1 à 5 ppm parallèlement au programme de corrosion de l'acier.
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Références
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