La corrosion dans l’industrie chimique , livre ebook

Ce deuxième tome de 'La corrosion dans l’industrie chimique' est consacré aux applications et à la mise en œuvre des matériaux ; il présente de manière originale les phénomènes de corrosion rencontrés dans l’industrie chimique.

• L’analyse de cas de corrosion dans des milieux complexes et le choix des matériaux en lien direct avec certains procédés de l’industrie chimique montrent toute la difficulté du sujet. Les quelques milieux choisis permettent de voir comment aborder la corrosion en lien direct avec la chimie et le génie chimique.
• Il montre l’impact de la mise en œuvre sur les problèmes de corrosion. Toutes les familles de matériaux sont abordées : métalliques, plastiques, céramiques.
• Il décrit les différents essais de corrosion développés en laboratoire avec une attention particulière sur les méthodes électrochimiques.
• Il s’attache aussi à la description de la méthodologie d’expertise en présentant le rôle clé des techniciens et ingénieurs, de maintenance, d’inspection, de procédés, de sécurité des procédés et des experts.
Cet ouvrage à forte portée didactique est riche d’études de cas illustrant toute la complexité de la corrosion au sein de l’industrie chimique et complète La corrosion dans l’industrie chimique. Enjeux-Impact déjà publié dans la même collection. Le livre est destiné aux techniciens et ingénieurs de l’industrie chimique (techniciens et ingénieurs de maintenance, d’inspection, de bureau d’études, de procédés et de la sécurité des procédés).

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII

Chapitre 1 • Corrosion et quelques milieux complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Acide sulfurique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.1.1 Concentration de l’acide sulfurique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.1.2 Acide sulfurique résiduaire 70 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.1.3 Acide sulfurique dilué (1 % en poids à 120 ◦C) . . . . . . . . . . 14

1.2 Hydroxyde de sodium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2.2 Soude d’origine diaphragme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2.3 Soude d’origine membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.3 Chlorure de sodium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.3.2 Comportement à la corrosion des aciers inoxydables austénitiques . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 27

1.3.3 Comportement à la corrosion des aciers inoxydables super austénitiques . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 29

1.3.4 Comportement à la corrosion des aciers inoxydables austénoferritiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.3.5 Comportement à la corrosion du titane . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.3.6 Comportement à la corrosion du nickel et des alliages de nickel . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.3.7 Commentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.3.8 Exemple d’incidents rencontrés sur un bouilleur . . . . . . . . . 32

1.4 Le chlorure d’hydrogène et l’acide chlorhydrique . . . . . . . . . . . . . . . 34

1.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

1.4.2 Transport du chlorure d’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.4.3 Chlorure d’hydrogène à haute température . . . . . . . . . . . . . . 40

1.4.4 Acide chlorhydrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1.4.5 Les solvants chlorés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

1.5 L’acide nitrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

1.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

1.5.2 L’acide nitrique et les matériaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.6 L’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

1.6.1 L’analyse de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

1.6.2 L’eau : agressive et entartrante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

1.6.3 L’eau et la corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

1.6.4 Les eaux de procédé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

1.6.5 Les eaux de refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

1.6.6 Les eaux de chaudière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Chapitre 2 • La mise en forme et la mise en œuvre des matériaux.

Impact sur la corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

2.2 Matériaux métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

2.2.1 Transformation à partir de l’état liquide : le moulage . . . . . . 104

2.2.2 Transformation à partir de l’état liquide : le soudage. . . . . . . 117

2.2.3 Transformation à partir de l’état solide : le formage par repoussage et emboutissage . . . . . . .. . . . . . . . . . . 136

2.2.4 La construction et le design des équipements . . . . . . . . . . . . 140

2.3 Les matériaux plastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

2.3.1 Cas des thermoplastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

2.3.2 Cas des thermodurcissables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

2.4 Les céramiques : cas de l’acier vitrifié . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

2.5 Commentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

Chapitre 3 • Les essais de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

3.2 Les essais de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

3.2.1 Les essais classiques d’immersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

3.2.2 Les essais électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Chapitre 4 • L’expertise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

4.2 L’amélioration focalisée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

4.2.1 Définir le sujet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

4.2.2 Analyser les causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

4.2.3 Établir des recommandations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

4.2.4 Mettre en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

4.2.5 Vérifier les résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

4.2.6 Pérenniser les gains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

4.2.7 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

4.3 L’expertise et le rôle de l’expert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

4.3.1 Investigations préliminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

4.3.2 Historique des événements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

4.3.3 Analyses au laboratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

4.3.4 Établissement des causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

4.4 Exemple d’expertise : compresseur d’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . 210

4.5 Commentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215