La fissuration par corrosion sous contrainte est une fissuration provoquée par l’effet combiné d’une contrainte de traction et d’un environnement corrosif. L'effet de la fissuration par corrosion sous contrainte sur un matériau varie généralement entre la fissuration sèche et le seuil de fatigue de ce matériau. Les contraintes de traction requises peuvent se présenter sous la forme de contraintes directement appliquées ou de contraintes résiduelles.
La déformation et le formage à froid, le soudage, le traitement thermique, l'usinage et le meulage peuvent provoquer des contraintes résiduelles. L’ampleur et l’importance de ces contraintes sont souvent sous-estimées. Les contraintes résiduelles résultant des opérations de soudage ont tendance à se rapprocher de la limite d'élasticité. L'accumulation de produits de corrosion dans des espaces confinés peut également créer des contraintes importantes et ne doit pas être ignorée. La fissuration par corrosion sous contrainte se produit souvent dans certaines combinaisons alliage-environnement-contrainte.
Habituellement, la majeure partie de la surface reste intacte, mais des fissures capillaires pénètrent dans le matériau. Au niveau de la microstructure, ces fissures peuvent avoir une morphologie intergranulaire. Macroscopiquement, les fissures de corrosion sous contrainte ont un aspect fragile. La fissuration par corrosion sous contrainte est classée comme une forme de corrosion extrêmement désagréable, car ces fines fissures peuvent être très difficiles à détecter et les dommages ne peuvent pas être facilement prédits.
Essentiellement, la fissuration par corrosion sous contrainte est un mécanisme de fissuration à progression lente qui affecte les métaux et autres matériaux soumis à une contrainte de traction soutenue (appliquée ou résiduelle) dans des environnements corrosifs (aqueux ou gazeux).
La fissuration par corrosion sous contrainte est caractérisée par une propagation sous-critique de fissures due à l'interaction simultanée de contraintes mécaniques et d'exposition environnementale. Aucun de ces facteurs, indépendamment ou alternativement, n’entraîne une fissuration par corrosion sous contrainte, mais ils peuvent provoquer d’autres types de dégradation des matériaux.
Il existe de nombreuses formes de fissuration par corrosion sous contrainte qui affectent généralement les équipements sous pression dans les industries du raffinage du pétrole, de la pétrochimie et d’autres industries de transformation lourde. Ceux-ci incluent, sans toutefois s'y limiter :
Les morphologies de dommages de ces différentes formes de fissuration par corrosion sous contrainte sont de nature très similaire, mais elles ont tendance à se développer dans les équipements sous pression, les propriétés et la chimie des matériaux, les procédures de soudage, la géométrie des soudures, le lit de soudure et la dureté/microstructure de la zone affectée par la chaleur, la chaleur d'origine. traitement, les conditions environnementales externes dépendent de nombreuses variables spécifiques de fabrication et de fonctionnement du processus, telles que la composition du flux de traitement, la valeur du pH, la température, le niveau de contrainte de fonctionnement et la proximité des concentrations de contraintes locales.
En conséquence, les pannes d’équipement résultant de la fissuration par corrosion sous contrainte continuent d’avoir un impact sur de nombreuses industries.
Les tests de fissuration par corrosion sous contrainte sont conçus pour évaluer la susceptibilité des matériaux métalliques aux fissures sous l'action combinée de la résistance à la traction et de la corrosion dans des solutions contenant du sulfure d'hydrogène à haute température. Ce test est généralement réalisé selon la norme NACE TM0177 et nécessite un récipient résistant à la corrosion, des appareils de mesure de la température et de la pression de la solution acide, un condensateur et d'autres accessoires.
Dans la norme « NACE TM0177-2016 Laboratory testing of metals for resistance to soufre stress cracking and stress corrosion cracking in H2S Environments » développée par la National Association of Corrosion Engineers (NACE), des contraintes de traction sont requises pour la résistance à la rupture par fissuration à faible pH. environnements aqueux contenant du sulfure d'hydrogène (H2S). Une procédure pour tester les métaux soumis est décrite. Conformément à cette norme, les aciers au carbone et faiblement alliés sont généralement testés pour leur résistance à l'érosion-corrosion à température ambiante, où la susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte est généralement élevée. Pour les autres types d’alliages, la corrélation entre la susceptibilité à l’érosion-corrosion et la température est plus complexe.
Cette norme décrit les réactifs, les échantillons de test et l'équipement à utiliser, aborde les propriétés de base des matériaux et des échantillons de test et spécifie les procédures de test à suivre. Cette norme décrit quatre méthodes de test :
Parmi les nombreuses études d'essais, de mesures, d'analyses et d'évaluation qu'elle propose aux entreprises de divers secteurs, notre organisation offre également des services d'essais de fissuration par corrosion sous contrainte avec son personnel formé et expert et ses équipements technologiques de pointe.
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