L'acier résistant à la corrosion atmosphérique (c'est-à-dire l'acier patinable) désigne un acier faiblement allié avec une bonne résistance à la corrosion atmosphérique obtenu en ajoutant une certaine quantité de Cu, P, C ou Ni, Mo, Nb, Ti et d'autres éléments d'alliage à l'acier. Dans les environnements atmosphériques industriels et ruraux, l'acier patinable a une excellente résistance à la corrosion atmosphérique en raison de la formation d'un film protecteur d'oxyde dense et stable sur sa surface de substrat, qui empêche l'entrée de milieux corrosifs. Cependant, la structure de la couche de rouille formée par la corrosion à la surface du substrat en acier au carbone ordinaire est lâche et présente des microfissures, ce qui ne peut pas vraiment protéger l'acier du substrat.
Mécanisme de résistance à la corrosion
De l'influence des produits de corrosion sur le processus de corrosion, la corrosion atmosphérique de l'acier est un processus dans lequel l'oxygène de l'air subit des réactions électrochimiques à travers la couche de rouille en présence d'un film d'eau. La couche de rouille est composée d'une couche de rouille externe lâche et d'une couche de rouille interne dense, et les éléments d'alliage dans l'acier agissent principalement par l'influence de la couche de rouille interne. Dans les produits de corrosion de l'acier patinable, des couches de rouille internes denses de Cu, P et Cr peuvent être observées. La haute résistance à la corrosion de l'acier patinable est non seulement liée à la haute impédance de la couche de rouille interne, mais aussi à la densité et à la taille fine des grains de la couche de rouille interne et à l'enrichissement en Cu et P. La présence de cette couche de rouille interne dense se reflète dans le comportement électrochimique de l'acier, qui est entravé par le processus anodique. Le processus d'amélioration progressive de sa densité pendant le processus de corrosion illustre précisément la caractéristique d'un temps plus long et d'une résistance à la corrosion plus forte.
Corrosion atmosphérique
D'un point de vue global, les principaux composants de l'atmosphère restent largement inchangés. Grâce à des mesures expérimentales, la composition de l'air en volume est d'environ 78 % d'azote, 21 % d'oxygène, 0,94 % de gaz rares, 0,03 % de dioxyde de carbone et 0,03 % d'autres gaz et impuretés. En raison de l'emplacement naturel, du climat et de la pollution environnementale humaine, la composition de l'atmosphère est devenue complexe et diversifiée, avec certains composants nocifs montrant une tendance à l'augmentation progressive. Surtout les pluies acides mondiales causées par le dioxyde de soufre et le dioxyde d'azote dans l'air exacerbent la corrosion des matériaux en acier, malgré l'absence de dioxyde de soufre et de dioxyde d'azote naturellement présents. Cependant, la grande majorité de ces polluants atmosphériques de base sont générés par les activités humaines. Une fois que les polluants de dioxyde de soufre et de dioxyde d'azote émis par les humains pénètrent dans l'atmosphère, ils peuvent être convertis en polluants secondaires tels que l'acide nitrique et l'acide sulfurique, qui sont facilement solubles dans l'eau et forment des gouttelettes d'eau acides qui retournent au sol pour former des pluies acides, de la neige acide, etc.
Différents types d'impuretés dans l'atmosphère ont des effets variés sur le taux de corrosion de l'acier. L'impact du dioxyde de soufre dans l'atmosphère industrielle et des particules de sel dans l'atmosphère océanique sur le taux de corrosion de l'acier est le plus grand, et le taux de corrosion de l'acier est très faible dans un environnement atmosphérique rural pur. La corrosion atmosphérique de l'acier est un système complexe, et en plus de la pollution environnementale humaine, le taux de corrosion est également lié à la vitesse et à la direction du vent, à la température et aux précipitations, à la période de rosée, au rayonnement solaire, aux changements saisonniers, et même à la poussière naturelle dans l'atmosphère. Même dans les mêmes conditions extérieures, le taux de corrosion à l'arrière de l'acier est significativement plus élevé que celui du côté ensoleillé en raison de l'accumulation d'eau de pluie.
Utilisation
L'acier patinable a été largement utilisé dans les structures en acier telles que les bâtiments, les véhicules, les ponts et les tours en raison de son excellente résistance à la corrosion. Il existe trois principales façons d'utiliser l'acier patinable : utilisation exposée, utilisation avec revêtement et utilisation après traitement de stabilisation de la rouille.
(1) Utilisation à nu
L'utilisation la plus courante de l'acier patinable est exposée. Après 3 à 10 ans d'utilisation, la couche de rouille à la surface de l'acier patinable se stabilise progressivement, le développement de la corrosion ralentit, et l'apparence prend une belle couleur chocolat.
En raison de l'influence de facteurs tels que la composition chimique de l'acier, l'environnement d'utilisation, la rétention d'eau et l'accumulation de poussière dans les détails structurels, et l'usure mécanique, le processus de stabilisation de la couche de rouille dans l'acier patinable est affecté. Par conséquent, si utilisé de manière inappropriée et que les conditions de formation de la couche de rouille stable sont perturbées, l'acier patinable subira également une corrosion sévère.
(2) Application de peinture
Dans de nombreux départements tels que la construction, les ponts et les véhicules, l'acier patinable, comme l'acier ordinaire, est principalement utilisé pour le revêtement. Comparé à l'acier ordinaire, l'acier patinable revêtu présente une résistance à la corrosion extrêmement supérieure. Cependant, en raison de l'augmentation des coûts d'utilisation et des procédures opérationnelles, il est difficile d'utiliser largement la peinture sur de grands composants.
(3) Utilisé après traitement de stabilisation
Au début, un traitement est appliqué à la surface du composant pour raccourcir le processus de formation de la couche de rouille stabilisée de l'acier patinable. Cela permet non seulement d'éviter le phénomène de liquide de rouille jaune suspendu au début de l'utilisation de l'acier patinable, de prévenir la pollution, mais aussi de former une couche de rouille stable. Bien que l'utilisation exposée soit une méthode économique et unique d'utilisation de l'acier patinable, il faut un temps considérable pour compléter le processus de stabilisation de la couche de rouille dans l'environnement naturel. Avant de former la couche de rouille stabilisée, le liquide de rouille précoce suspendu et la pollution volante de l'environnement environnant se produisent souvent.
