VDA 675-241 Pièces élastomères dans les véhicules automobiles - Procédure de test pour l'identification - Effet de la corrosion sur le cuivre

Dans la norme « VDA 675-241 Pièces élastomères dans les véhicules automobiles - Procédure de test pour l'identification - Effet de corrosion sur le cuivre » publiée par l'Association allemande de l'industrie automobile (VDA), l'effet des élastomères sur le cuivre est décrit et la détection de l'excès de soufre dû à une vulcanisation inappropriée ou à un ajout excessif d'agent de durcissement. Une méthode de test utilisée est décrite.

Cette méthode de test est basée sur le fait que du sulfure de cuivre noir se forme lors de la réaction du cuivre avec le soufre élémentaire. La quantité de couleur noire fournit un indice qualitatif rapide sur la quantité de soufre libre. Cette méthode d'essai est utilisée pour les essais de qualification (détermination de la qualité) sur différents élastomères pour une application particulière. Il fournit également des données pour des tests de comparaison (assurance qualité) sur différents lots de livraison d'un composé élastomère particulier. Lors de la réalisation de recherches selon cette procédure, l'intervalle entre la vulcanisation et le test des élastomères doit être d'au moins 16 heures et d'au plus 6 mois. L'évaluation se fait selon une échelle classifiant les phénomènes de corrosion.

La méthode de test de l'effet corrosif des élastomères sur le cuivre indique si le vulcanisat est réticulé ou insuffisamment réticulé ou s'il contient du soufre libre. Dans ce processus, l'élastomère est stocké avec une plaque de cuivre électrolytique sur une plaque de verre à l'intérieur d'une armoire chauffante pendant une certaine période de temps, sous une certaine charge, à une certaine température.

La corrosion est un processus naturel qui se produit lorsque les métaux réagissent avec l'atmosphère, les produits chimiques ou d'autres conditions. Cette transformation se traduit par une apparence différente ainsi que par des modifications des propriétés mécaniques du métal et une moins bonne intégrité structurelle. Le cuivre forme une couche d'oxyde de cuivre brun rougeâtre lors de sa réaction électrochimique avec l'environnement.

La rouille se forme lorsque les alliages métalliques contenant du fer subissent un processus d'oxydation. Or, le cuivre est un métal non ferreux. Étant donné que la teneur en fer est une condition préalable à la formation de rouille, le cuivre ne rouille certainement pas, il se corrode ou s'oxyde lorsque les molécules d'oxygène atterrissent à sa surface et se combinent avec des atomes de cuivre pour former de l'oxyde de cuivre.

Contrairement à l’oxyde de fer, l’oxyde de cuivre ne se décompose pas avec le temps. Il forme un film protecteur à la surface du cuivre, et ce film s'épaissit progressivement et se transforme en carbonate de cuivre. Cette nouvelle couche de matériau, appelée patine, agit comme un bouclier protégeant le cuivre vierge à l’intérieur. De plus, la patine endommagée se régénère.

La corrosion du cuivre est un processus lent, surtout dans des environnements non contaminés. Par conséquent, il faut des mois, voire des années, pour que les surfaces s'assombrissent et deviennent progressivement brun foncé ou noires, pour finalement prendre une couleur bleu-vert distinctive.

Certaines conditions favorisent ou accélèrent la corrosion du cuivre. Ceux-ci incluent :

• L'exposition à des conditions environnementales contenant de l'eau salée, de la chaleur ou des composés acides entraîne une détérioration de la surface du cuivre.
• Les courants continus ou alternatifs présents dans les sols augmentent le taux de corrosion des conduites souterraines en cuivre.
• La corrosion galvanique se produit lorsque des métaux différents entrent en contact avec du cuivre. Un exemple de ceci est un tuyau en cuivre en contact avec un tuyau en acier, où les différences de conductivité électrique favorisent la corrosion. Le moyen le plus simple d’empêcher l’action galvanique est d’isoler le cuivre des autres métaux.
• Les sols anormalement agressifs peuvent faciliter la corrosion du cuivre lorsqu'ils contiennent des niveaux élevés de chlorures, de sulfates, de composés ammoniacaux et d'humidité.
• Le contact avec de grandes quantités d’acides organiques et inorganiques dégrade la surface métallique du cuivre et détruit son film protecteur.
• La fatigue par corrosion peut résulter d’une contrainte soutenue appliquée aux métaux en cuivre ductile. Un écoulement d'eau à grande vitesse et turbulent à l'intérieur des tuyaux en cuivre peut provoquer une érosion et une corrosion locales. La contraction et l'expansion périodiques des tuyaux en cuivre provoquent des contraintes qui favorisent la fatigue.
• Des niveaux élevés d’atomes d’oxygène dans l’environnement corrodent la surface du métal par oxydation accélérée.

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