La corrosion est un phénomène naturel qui dégrade les métaux, les alliages métalliques. Au contact de l’eau ou de l’air, certains métaux peuvent se transformer pour revenir à leur état naturel sous forme d’oxyde. Par exemple, le fer rouille au contact de l’eau.
Ce phénomène est donc particulièrement problématique pour les process industriels car la corrosion présente des risques pour l’infrastructure et pour la sécurité des personnes. En effet, la corrosion peut amener par exemple, une diminution de l’épaisseur en métal d’un tuyau et provoquer sa rupture.
Comment prévenir la corrosion ? La spectrométrie XRF portable peut faire partie des solutions.
Les spectromètres XRF portables sont des appareils de mesure très précis : bien utilisés, ils donnent des résultats aussi bons que des appareils XRF de laboratoire.
Par ailleurs, leur gabarit compact permet d’effectuer des analyses dans des zones difficiles d’accès aux autres technologies. Ils donnent des résultats très rapidement : en fonction de l’application, le temps de mesure sera entre 5 à 60 secondes. Les analyseurs portables ne nécessitent pas de connaissance importante. Très simples et intuitifs, une personne ayant un minimum de rigueur et de culture scientifique pourra les utiliser après avoir suivi nos formations.
Enfin, ils ne nécessitent pas de moyen de mise en œuvre ou de préparation importante : Au maximum un polissage ou un meulage pour nettoyer les surfaces d’analyse.
À quel moment utiliser la spectrométrie XRF portable ?
Durant la construction ou la maintenance d’unités industrielles :
- Assurer qu’aucun alliage incompatible n’est inséré dans la chaine de l’unité (tuyaux, vannes, soudure, etc.)
- Vérifier que la composition de la pièce correspond à la composition donnée par son certificat-matière.
FOCUS sur la FAC (Flow Accelerated Corrosion)
La FAC est une forme particulière de corrosion touchant essentiellement les pièces en acier carbone, notamment celles transportant de la vapeur ou de l’eau ultra pure. L’acier inoxydable ne souffre pas de FAC. Naturellement, une couche d’oxyde sur la surface du métal et censée le protéger se dissout au contact de l’eau. Le substrat métallique se corrode alors pour re-créer l’oxyde. Petit à petit, l’épaisseur du métal va diminuer, pouvant alors entrainer des faiblesses dans la structure.
Les facteurs contribuant à la FAC sont les suivants :
- La physico-chimie de l’eau utilisée – (pH, oxygène dissous, température, etc.)
- La composition de l’acier – principalement les éléments d’alliage : chrome (Cr), cuivre (Cu) et molybdène (Mo)
Le phénomène est fortement atténué lorsque la teneur en Cr est supérieure à 0,10%
| Mesure | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | Moy. | Std. Dev | Ref. Value |
| Cr | 0.079 | 0.078 | 0.071 | 0.078 | 0.081 | 0.073 | 0.072 | 0.076 | 0.083 | 0.074 | 0.077 | 0.004 | 0.079 |
| Cu | 0.051 | 0.051 | 0.055 | 0.048 | 0.053 | 0.047 | 0.057 | 0.047 | 0.047 | 0.055 | 0.051 | 0.004 | 0.050 |
| Mo | 0.0040 | 0.0047 | 0.0037 | 0.0044 | 0.0055 | 0.0040 | 0.0046 | 0.0042 | 0.0048 | 0.0044 | 0.0044 | 0.0005 | 0.0047 |
Test de précision et répétabilité pour Cr, Cu, et Mo dans un acier carbone avec le Niton XL5 Plus (durée totale du test : 15 sec.)
Focus sur la mesure des éléments résiduels (ER) dans les aciers carbone
Mesurer les éléments résiduels dans les aciers carbone est important parce que ceux-ci sont susceptibles de subir une corrosion accrue, surtout lorsqu’ils sont soudés à des aciers à faibles ER.
Les éléments concernés sont le Cr, Cur, Ni, Mo, V, Ti. Ils n’apparaissent pas forcément sur les certificats matières mais ils sont pourtant bien présents !!! Ce qui est préconisé concernant les teneurs en ER : Cu + Ni + Cr < 0.20 % (0.15% est optimal) et C > 0.18 %
Capture d’écran « Analyse avec un NITON XL5 Plus sur un acier carbone dépassant les préconisations en ER. »
La XRF n’est pas capable de déterminer les teneurs en carbone des aciers. Mais une technologie complémentaire portable existe, il s’agit de la spectrométrie LIBS. Le Niton Apollo est un LIBS portable qui permet de répondre à l’application FAC et ainsi qu’aux mesures d’éléments résiduels dans les aciers.
Pour aller plus loin : Mesure d’épaisseurs des traitements de surface anti-corrosion
Les spectromètres XRF portables peuvent mesurer les épaisseurs de traitements de surface anti-corrosion comme les suivants :
- Zn/Ni sur acier (épaisseur et teneur en Ni)
- Ni chimique (épaisseur et teneur en P)
- Ti sur Aluminium
- Zr sur acier, sur alu,…
