ISO 17475-2005 Corrosion of metals and alloys - Electrochemical test methods - Guidelines for conducting potentiostatic and potentiodynamic polarization measure.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 17475:2005(F) ISO 2005NORME INTERNATIONALE ISO 17475 Premire dition 2005-10-01Corrosion des mtaux et alliages Mthodes dessais lectrochimiques Lignes directrices pour la ralisation de mesures de polarisations potentiostatique et potentiodynamique Corrosion of metals and alloys E

2、lectrochemical test methods Guidelines for conducting potentiostatic and potentiodynamic polarization measurements ISO 17475:2005(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre

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7、resse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2006 Publi en Suisse ii ISO 2005 Tous droits rservsISO 17475:2005

8、(F) ISO 2005 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Principe 1 4 Appareillage 4 5 Mode opratoire 8 6 Rapport dessai . 10 Annexe A (informative) Mthode de prvention dune corrosion par crevasse pour certaines applications

9、 . 11 Annexe B (informative) Potentiel des lectrodes de rfrence slectionnes, 25 C, par rapport llectrode normale hydrogne (E.N.H) .13 Bibliographie 14 ISO 17475:2005(F) iv ISO 2005 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganisme

10、s nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et

11、 non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives

12、 ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins

13、des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur ex

14、istence. LISO 17475 a t labore par le comit technique ISO/TC 156, Corrosion des mtaux et alliages, en collaboration avec le Korea Research Institute of Standards and Science (Institut de recherche coren en matire de science et de normalisation). ISO 17475:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs v Introd

15、uction La corrosion des mtaux et des alliages en solution aqueuse est gnralement due un phnomne lectrochimique. Il est donc possible de mesurer ou danalyser le phnomne de corrosion en utilisant toute une varit de techniques lectrochimiques. La prsente Norme internationale, fonde sur lASTM G5 1et lAS

16、TM G150 2 , dfinit des lignes directrices de base pour les mesures de polarisations potentiostatique et potentiodynamique en vue de caractriser la cintique lectrochimique des ractions anodiques et cathodiques. NORME INTERNATIONALE ISO 17475:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 1 Corrosion des mtaux e

17、t alliages Mthodes dessais lectrochimiques Lignes directrices pour la ralisation de mesures de polarisations potentiostatique et potentiodynamique 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale sapplique la corrosion des mtaux et des alliages, et dcrit le mode opratoire qui permet de raliser

18、 des mesures de polarisations potentiostatique et potentiodynamique. Cette mthode dessai peut tre utilise pour caractriser la cintique lectrochimique des ractions anodiques et cathodiques, lamorage dune corrosion localise et le comportement du mtal la repassivation. 2 Rfrences normatives Les documen

19、ts de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 8044:1999, Corrosion des mtaux et alliages

20、 Termes principaux et dfinitions ISO 8407:1991, Mtaux et alliages limination des produits de corrosion sur les prouvettes dessai de corrosion ISO 9400:1990, Alliages base de nickel Dtermination de la rsistance la corrosion intergranulaire ISO 11463:1995, Corrosion des mtaux et alliages valuation de

21、la corrosion par piqres ISO 11846:1995, Corrosion des mtaux et alliages Dtermination de la rsistance la corrosion intergranulaire des alliages daluminium aptes au traitement thermique de mise en solution 3 Principe 3.1 Lorsquun mtal est immerg dans une solution, la vitesse de la raction anodique et

22、celle de la raction cathodique sont quilibres au potentiel de circuit ouvert (potentiel de corrosion libre, E cor ). Si lon fait varier le potentiel dlectrode partir de la valeur en circuit ouvert, le courant rsultant mesur reprsente la diffrence entre le courant de raction anodique et le courant de

23、 raction cathodique. Si la variation de potentiel est suffisamment importante, le courant net est essentiellement gal la cintique de la raction anodique ou cathodique selon que le potentiel est respectivement rendu davantage positif ou davantage ngatif par rapport la valeur en circuit ouvert, comme

24、pour un mtal ltat actif dans des solutions acides Figure 1a) et dans des solutions ares neutres Figure 1b). 3.2 Dans certaines combinaisons mtal-environnement, le mtal peut tre ltat passif (Figure 2). Si un anion agressif est prsent et si le potentiel est augment (rendu davantage positif) par rappor

25、t au potentiel de circuit ouvert, une rupture locale de la passivit (par exemple piqre, corrosion par crevasse, corrosion intergranulaire) peut aboutir une augmentation proportionnelle du courant mesur (Figure 2). Le potentiel correspondant laugmentation de courant peut tre utilis comme une mesure d

26、e la rsistance dun mtal une corrosion localise. ISO 17475:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservsa) La vitesse de corrosion est sous contrle diffusionnel b) Exemple par diffusion doxygne dans leau Lgende X potentiel Y logarithme de la densit du courant 1 cathodique 2 anodique E corpotentiel de corrosi

27、on i cordensit du courant de corrosion E rpotentiel rversible de llectrode i odensit du courant dchange i ddensit du courant limite de diffusion qui correspond la vitesse de diffusion maximale doxygne dans la solution Figure 1 Reprsentation schmatique des courbes de polarisations anodique et cathodi

28、que de mtaux se corrodant dans un systme o la raction cathodique est la rduction de protons ISO 17475:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 3a) Mtaux avec transition actif-passif b) Mtaux sans transition actif-passif Lgende X potentiel Y logarithme de la densit du courant E corpotentiel de corrosion i

29、 cordensit du courant de corrosion E pppotentiel de passivation i critdensit de courant critique de passivation i pdensit de courant passif E fpotentiel dactivation (potentiel de Flade) E bpotentiel de rupture E sppotentiel de passivation secondaire a Actif. b Passif. c Transpassif. Figure 2 Reprsen

30、tation schmatique de la courbe de polarisation anodique ISO 17475:2005(F) 4 ISO 2005 Tous droits rservs3.3 Si le potentiel est ensuite diminu aprs lamorage dune corrosion localise, le potentiel auquel se produit la repassivation (lorsque le courant mesur redescend environ la mme valeur que le couran

31、t passif) peut tre considr comme rvlateur de la rsistance du mtal la propagation de la corrosion localise; plus le potentiel est noble et plus la rsistance est leve. 3.4 La variation du potentiel peut se faire par incrments, lamplitude de lincrment de potentiel et la dure de maintien un potentiel sp

32、cifique tant choisies en fonction de lapplication et de lobjectif de lexprience. Cet essai est connu comme tant potentiostatique. 3.5 Lorsque lon fait varier le potentiel en mode continu une vitesse de balayage (dplacement) contrle, lessai est dcrit comme potentiodynamique. 3.6 La cintique des proce

33、ssus lectrochimiques qui se produisent la surface peut tre fonction du temps, cause, par exemple, de la formation dun film et, par consquent, la dure pendant laquelle le potentiel est maintenu un potentiel spcifique lors de lessai potentiostatique ou la vitesse de balayage du potentiel lors de lessa

34、i potentiodynamique peuvent tre critiques. Par exemple, une vitesse de variation trop leve peut aboutir une surestimation du potentiel de rupture pour une attaque locale. Linterprtation des donnes de polarisation doit, pour cette raison, tre considre avec prudence, en particulier lorsquon les appliq

35、ue des conditions de fonctionnement en service. 3.7 Le mesurage du potentiel dlectrode peut tre influenc par une chute ohmique dans la solution. Pour les solutions faible conductivit, une correction doit tre faite. 4 Appareillage 4.1 Potentiostat Il convient que le potentiostat puisse contrler le po

36、tentiel dlectrode 1 mV dune valeur de consigne. Pour les mesurages potentiodynamiques, un potentiostat balayage est utilis. Pour des mesurages de ce type, le potentiostat doit pouvoir balayer automatiquement le potentiel une vitesse constante entre des potentiels de consigne. 4.2 Appareil de mesure

37、du potentiel dlectrode Il convient que lappareil ait une impdance dentre leve, de lordre de 10 11 10 14, afin de rduire au minimum le courant prlev sur le systme au cours du mesurage. Il convient que la sensibilit et lexactitude de linstrument soient suffisantes pour dtecter toute modification de 1,

38、0 mV. 4.3 Appareil de mesure du courant Utiliser un appareil de mesure du courant appropri avec une erreur maximale de 0,5 %. 4.4 Cellule dessai 4.4.1 Il convient que la cellule dessai contienne llectrode de travail (mtal polariser), une lectrode de rfrence pour mesurer le potentiel dlectrode et une

39、 ou deux lectrodes auxiliaires. Il convient que la cellule dessai comprenne des orifices dentre et de sortie des gaz et un orifice permettant linsertion dun dispositif de mesure de la temprature. NOTE Le terme lectrode auxiliaire est synonyme de contre-lectrode. 4.4.2 La construction dtaille de la c

40、ellule dessai dpend de lapplication. Des exemples couramment utiliss sont reprsents la Figure 3. La Figure 3b) comporte une distinction importante: les lectrodes auxiliaires sont spares de la cellule principale de llectrode de travail par un disque fritt afin de limiter la contamination de la cellul

41、e principale par les produits de raction gnrs au niveau des lectrodes auxiliaires. ISO 17475:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 5 4.4.3 Il convient de placer la ou les lectrodes auxiliaires de manire que la distribution de courant autour de lprouvette soit symtrique. 4.4.4 Llectrode de rfrence peut

42、 tre directement insre dans la cellule principale. Il convient de prendre des prcautions pour sassurer quelle est maintenue dans un tat convenable. Pour viter une contamination mutuelle, il est possible dutiliser une lectrode de rfrence double raccordement ou bien de placer llectrode de rfrence dans

43、 une cellule spare et relie la cellule principale par un pont salin. Pour rduire au minimum la chute de potentiel entre llectrode de rfrence et llectrode de travail, il convient dutiliser une sonde capillaire de type Haber-Luggin comme reprsent la Figure 3 a) et b). Lextrmit de la sonde capillaire d

44、e type Haber-Luggin doit tre place de manire se trouver une distance de llectrode de travail gale environ 2 fois le diamtre de lextrmit, mais pas plus prs. ISO 17475:2005(F) 6 ISO 2005 Tous droits rservsa) lectrode auxiliaire incluse dans la cellule principale b) lectrode auxiliaire spare de la cell

45、ule principale Lgende 1 prouvette 6 disque fritt 2 lectrode de rfrence 7 thermomtre 3 lectrodes auxiliaires 4 lectrodes de rfrence 5 entre du gaz 8 sonde correspondant la sonde capillaire de type Haber-Luggin 9 liaison par pont salin vers llectrode de rfrence (non reprsente sur la figure) Figure 3 R

46、eprsentation schmatique des cellules de polarisation lectrochimique avec lectrode auxiliaire incluse dans la cellule principale a) et spare de la cellule principale b) ISO 17475:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 7 4.4.5 Il convient que la cellule soit ralise dans un matriau inerte dans lenvironnem

47、ent, la temprature dessai. 4.4.6 Le volume de la solution dans la cellule dessai doit tre tel que toute modification de la chimie de la solution rsultant des processus de raction soit insignifiante. NOTE Dans la plupart des cas, un volume de solution de plus de 100 ml/cm 2de surface dprouvette est considr comme adquat. 4.4.7 Pour valuer leffet dune circulation sur la cintique des lectrodes, un agitateur magntique peut tre utilis, mais lors