Le dioxyde de soufre est connu pour son agressivité envers l'acier et d'autres alliages métalliques. Bien que sous sa forme pure, le composé ne réagisse pas fortement avec le métal, il peut être très corrosif lorsqu'il est exposé à l'atmosphère. L'acide sulfurique se forme lorsque le dioxyde de soufre réagit avec l'humidité (eau) et l'oxygène. Ce composé acide est très corrosif et peut provoquer une détérioration accélérée des sous-structures en acier. Les ions sulfate formés à la surface de la couche d’humidité contribuent largement à l’accélération de la corrosion des surfaces métalliques.
Le dioxyde de soufre est un gaz incolore qui appartient à la famille des gaz appelés oxydes de soufre. Il réagit à la surface de diverses particules solides en suspension dans l'air, se dissout dans l'eau et peut être oxydé dans les gouttelettes d'eau présentes dans l'air. Le dioxyde de soufre, produit de la combustion de combustibles fossiles contenant du soufre, joue un rôle important dans la corrosion atmosphérique dans les atmosphères urbaines et industrielles. Il s'adsorbe sur les surfaces métalliques, est hautement soluble dans l'eau et a tendance à former de l'acide sulfurique (pluies acides) en présence de films d'humidité. Les ions sulfate se forment dans la couche d'humidité superficielle par l'oxydation du dioxyde de soufre, et leur formation est considérée comme le principal effet du dioxyde de soufre dans l'accélération de la corrosion.
Le dioxyde de soufre peut être exprimé en termes de taux de dépôt ou de concentration dans l'air. Ces deux mesures doivent être effectuées conformément à la norme « ISO 9225 Corrosion des métaux et alliages – Corrosivité des atmosphères – Mesure des paramètres environnementaux affectant la corrosivité des atmosphères ». Dans la norme « ISO 9223 Corrosion des métaux et alliages – Corrosivité des atmosphères – Classification, détermination et estimation », les unités utilisées pour les catégories de dioxyde de soufre sont les taux de dépôt de sulfate en mg m⁻² j⁻¹. Cette norme spécifie les facteurs fondamentaux de la corrosion atmosphérique des métaux et alliages : le complexe température-humidité, la pollution au dioxyde de soufre et la salinité de l'air.
Les sources naturelles de dioxyde de soufre comprennent les émissions provenant des volcans, des océans, de la biodégradation et des incendies de forêt. Les sources artificielles de dioxyde de soufre les plus importantes sont la combustion de combustibles fossiles, la fusion, la production d’acide sulfurique, la conversion de la pâte de bois en papier, l’incinération des déchets et la production de soufre élémentaire.
La combustion du charbon est la plus grande source artificielle de dioxyde de soufre, représentant environ 50 pour cent des émissions mondiales annuelles, et la combustion du pétrole représente une part de 25 à 30 pour cent. Dans l'atmosphère, le dioxyde de soufre se mélange à la vapeur d'eau pour produire de l'acide sulfurique. Cette pollution acide peut être transportée sur des centaines de kilomètres par le vent et s’accumuler sous forme de pluies acides.
La corrosion par le dioxyde de soufre fait référence à la corrosion qui résulte de la réaction d'un métal avec des composés soufrés dans des environnements à haute température. En raison de cette corrosion, le soufre pénètre généralement légèrement en dessous de l'épaisseur d'origine et une couche de soufre se forme à la surface. Ce processus est généralement appelé corrosion sulfurée dans la littérature sur la corrosion. La corrosion par le dioxyde de soufre peut se produire partout où des composés soufrés sont présents dans un flux d’hydrocarbures et où la température dépasse environ 230 degrés.
Le test de corrosion au dioxyde de soufre est un test en laboratoire effectué sur des fluides isolants électriques et détecte la présence de soufre corrosif dans l'échantillon. Le soufre corrosif peut se présenter sous la forme de soufre élémentaire ou de composés soufrés thermiquement instables. Le soufre élémentaire est immédiatement nocif pour un transformateur, tandis que les composés soufrés thermiquement instables sont potentiellement nocifs. Ces formes de soufre provoquent la corrosion de métaux tels que le cuivre et l'argent.
Le problème du soufre corrosif retient beaucoup l’attention de l’industrie. Lorsqu’un transformateur fonctionne à des températures suffisamment élevées, les composés soufrés instables présents dans l’huile se transforment en composés soufrés corrosifs. Les composés soufrés corrosifs attaquent le conducteur en cuivre, provoquant la formation de sulfure de cuivre, dont une partie se dissout dans l'huile. Le sulfure de cuivre a une affinité pour l'isolation du papier et forme des couches sur et à l'intérieur du papier. Le sulfure de cuivre crée un chemin conducteur qui finit par provoquer une défaillance et détériore les propriétés isolantes du papier.
Dans les tests de corrosion au dioxyde de soufre, la norme « ASTM D1275-15 Standard test method for corrosive sulfur in Electrical Insulation Fluids » développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) est généralement utilisée. Cette norme décrit une méthode d'essai pour la détection de composés soufrés corrosifs (à la fois inorganiques et organiques) dans les fluides isolants électriques. Les fluides isolants neufs et en service peuvent contenir du soufre élémentaire ou des composés de soufre, ou les deux, qui provoquent de la corrosion dans certaines conditions d'utilisation. Cette méthode de test est conçue pour détecter la présence ou la tendance à former du soufre libre et des composés soufrés corrosifs en mettant le cuivre ou l'argent en contact avec un liquide isolant dans des conditions prescrites.
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