-
1/16
Prconisations dinstallation dun ballon dECS face la corrosion
galvanique
Des questions reviennent frquemment sur le forum de lAPPER
concernant la corrosion, les couples galvaniques, les cuves ballons
qui percent, lassociation acier/cuivre. Ce fut loccasion pour moi
dapprendre et de faire la synthse des explications et des documents
techniques. Ce document vous donnera des prconisations sur vos
installations afin dinstaller votre ballon dECS solaire de faon
durable. La corrosion est un phnomne entre des mtaux de nature
diffrente au contact de leau. Bien souvent le phnomne ne se voit
pas, puis la panne survient et se manifeste par des fuites : un
ballon qui perce, un tuyau qui se bouche. A ce stade il est trop
tard pour agir. Il faut y penser avant : lors de linstallation
!
Principe de la corrosion galvanique : La corrosion galvanique a
lieu en prsence de trois conditions diffrentes :
- Deux mtaux de natures diffrentes, au potentiel doxydorduction
diffrent. - La mise en contact lectrique de ces deux mtaux. - La
prsence deau agissant en tant qulectrolyte, recouvrant les deux
mtaux
Rduire la corrosion galvanique consiste supprimer une de ces
trois conditions. Or il nous est impossible de supprimer leau ni la
nature des mtaux en contact ! Il nous est possible dviter le
contact lectrique, nous allons voir comment. Certains matriaux,
comme le fer, rouille de lui-mme dans leau, ceci est de
lauto-corrosion et ne sera pas dtaill dans ce qui suit. On va
sintresser la corrosion galvanique qui est beaucoup plus
problmatique. La corrosion galvanique cest comme une pile en
court-circuit. Le terme galvanique dsigne un courant lectrique
circulant entre deux mtaux avec dplacement dions mtalliques. Le
mtal 1 rong est appel anode : lacier libre des ions de mtal (Fe2+
par exemple) Un courant lectrique circule entre ces deux mtaux :
lectrons. Le mtal 2 qui se charge en ions mtallique est la
cathode.
Mtal 1 Acier
Anode
eau Electrolyte
Contact lectrique entre les
deux mtaux
Mtaux de nature
diffrente
eau Electrolyte
CORROSION GALVANIQUE
Mtal 2 cuivre
cathode e-
-
2/16
Le fer ainsi dissout sous forme dions va, dune part, se dposer
sur le cuivre (le cuivre noircit) et, dautre part, se dissiper dans
leau puisquelle est constamment renouvele comme cest le cas dans un
rseau deau chaude ou froide sanitaire. La corrosion caverneuse est
particulirement intense dans la zone de contact des deux mtaux.
Elle ronge les plans de joints et les filetages [3]. Plus les mtaux
sont proches plus la densit ionique est intense, plus rapide est la
corrosion. Le fait de mettre un joint en matire isolante
(polythylne ou noprne, mais pas en fibre) augmente la distance
entre les mtaux et rduit considrablement la corrosion caverneuse.
La vitesse de corrosion augmente dautant plus que lanode est
petite. Cest le cas de zones de contact entre la section dune
sortie de ballon en acier et un rducteur en laiton. Les tables de
couples galvaniques sont donnes titre indicatif pour de leau sale
qui nest pas forcment le milieu que nous employons avec un rseau
deau potable. Pour utiliser cette table, commencez par choisir le
matriau A. Puis relever le potentiel lintersection avec le matriau
B. Plus le potentiel est lev, ou plus les matriaux sont de nature
diffrente, plus le risque de corrosion est lev. Pour nos
applications en solaire retenez :
- Le fer est corrod en contact avec le cuivre ou le laiton
(ballon dECS) - Laluminium est corrod en contact avec le cuivre
(capteurs solaires, radiateurs en
alu) - Le magnsium est corrod en prsence de tous les matriaux
(anode sacrificielle).
Une autre table ci-dessous [1] classifie diffrentes sortes
dinox. On remarque que suivant la qualit de ceux-ci on peut avoir
des comportements trs diffrents !
-
3/16
En cas de doute ou pour choisir le meilleur compromis sur le
matriau : plonger les deux mtaux dans de l'eau sale et mesurer la
tension entre eux. Plus la tension est faible, plus faible sera la
corrosion. Lacier galvanis : Les voitures daujourdhui sont faites
avec des pices dacier galvanis (recouvertes de Zinc). Lacier non
protg forme une couche doxyde de fer qui est permable lair et leau
si bien que la corrosion se poursuit lintrieur de lacier. Cest de
lauto-corrosion. En revanche, loxyde de zinc produit la surface de
la couche de zinc est impermable. Tant que le zinc et loxyde de
zinc sont intacts (c'est--dire tant quils ne sont pas effrits ou
rays) lacier quil y a dessous ne se corrodera pas. Lacier galvanis
seul a des proprits auto-rparatrices, en effet des petites raflures
qui exposeraient lacier vont se recouvrir de zinc. Ceci se produit
parce que le zinc prsent autour de lraflure va se dissoudre et se
dposer sur lacier en remplaant celui qui a disparu lors de
lraflure. Mais une conduite en acier galvanis en contact avec une
autre conduite en cuivre ou en laiton va perdre ses proprits
protectrices. Le zinc va se corroder puis disparaitre. Ensuite se
sera le tour de la conduite en acier qui finira par corroder et
percer avec le temps !
La connaissance des matriaux en contact permet de mettre en
place des actions prventives. Les installateurs avertis savent quil
convient :
- De ne pas mlanger des conduites en cuivre et en acier dans une
installation - De ne pas installer des radiateurs en aluminium avec
des tubes en cuivre - De penser vrifier annuellement ltat de lanode
de magnsium des ballons dECS. - De poser un manchon galvanique
entre du cuivre (ou laiton) et de lacier - De ne pas renouveler
leau dun circuit de chauffage pour garder la saturation en ions
ferreux.
-
4/16
La corrosion dpend aussi de la qualit de leau :
Une eau peut-tre potable mais corrosive : pH < 7. Cest le
cas, entre autre, de leau issue roches granitiques. Une eau douce
est souvent une eau corrosive, son degr de duret devra tre suprieur
8f.
Une eau adoucie est plus corrosive quune eau moyennement
calcaire. Un adoucisseur trop efficace peut provoquer une corrosion
acclre des ballons en
acier et des soudures en tain.
Une eau trop charge en ions chlorures est corrosive [2] (250
mg/l maxi)
Une eau devient corrosive si sa conductivit est leve : 450 S/cm
maxi (eau sale, sulfate, chlore).
Une eau devient corrosive si sa conductivit est trop faible :
225 S/cm mini, eau trop adoucie, de pluie, dminralise. Une eau trop
pure a tendance se charger
en ions.
Comment viter la corrosion galvanique ? Isolement par protection
de la surface : Une premire protection contre la corrosion est
lmaillage de la cuve. Lmaillage est une vitrification de la surface
qui isole lacier de la cuve. On protge de leau par isolement
galvanique entre le mtal et llectrolyte. Les cuves des ballons dECS
sont en acier maill pour rduire la corrosion et garantir un contact
hyginique avec leau. Au niveau des raccords de la cuve, lacier est
nu de par le filetage.
Mtal 1 Acier
Anode
Mtal 2 cuivre
cathode
eau Electrolyte
Ne perdons pas de vue que lmaillage nest jamais homogne 100 % :
il peut demeurer des zones non couvertes qui seront le sige de
corrosion par piquage !
-
5/16
Isolement par protection galvanique : Le contact lectrique entre
les deux mtaux est rompu par un isolant lectrique (plastique,
cramique, tflon, tube en PE,). Cest le rle du manchon galvanique
qui empche la circulation dun courant lectrique entre les deux
mtaux. Il rduit la corrosion caverneuse dans la zone fer/cuivre de
la jonction [3]. La photo ci-contre montre un manchon galvanique
install sur la sortie dun ballon dECS avec un mitigeur
thermostatique.
Les manchons autres qu'en taille 20x27 (3/4') ou 15x21 (1/2) ne
se trouvent que chez des fournisseurs professionnels. Ceci vient du
fait que les sorties de ballon ECS courants sont en 20x27. Pour les
autres dimensions, il reste la solution de mettre des mamelons
rducteurs de mme nature de mtal, puis de mettre la suite le manchon
d'isolation galvanique courant en taille 20x27.
Mtal 1 Acier
Anode
Mtal 2 cuivre
cathode
eau Electrolyte
Isolant lectrique
-
6/16
Cas du chauffe-eau lectrique :
Pour des raisons de scurit, le corps de la rsistance de chauffe
dun ballon dECS doit tre relie la terre par le conducteur de
protection (fil jaune / vert). Il est par consquent impossible
davoir une isolation galvanique totale car le corps de la rsistance
de chauffe se trouve souvent reli directement la cuve en acier.
Nanmoins, il existe des compromis comme dloigner les deux mtaux par
un joint isolant. Ceci rduit la densit ionique et ralentit le
phnomne de corrosion. Lexemple ci-dessus illustre la perte du
bnfice de lisolation galvanique si les deux mtaux (cuve en acier et
conduites en cuivre) sont relis par un conducteur externe de
protection (fil de terre). Le courant galvanique circule par le fil
de terre. Dans le cas dun chauffe-eau lectrique, la cuve est relie
lectriquement la terre. Les canalisations en cuivre sont mises la
terre dans la salle de bain pour la scurit lectrique (norme
NFC-1500) ! Il en rsulte que la cuve en acier nest pas isole
galvaniquement des canalisations en cuivre ! Une simple vrification
avec un testeur de continuit permet de constater cela. Pour des
raisons de scurit, on ne peut ni couper la terre du chauffe-eau
lectrique, ni supprimer lquipotentielle de liaison de la salle de
bain. Rien quun robinet mitigeur fait le pont lectrique entre les
circuits deau chaude et deau froide ! ATLANTIC prvoit un manchon
galvanique dans le colis de certains ballons. Il recommande de le
monter sur la sortie eau chaude. Cette prcaution nest pas absolue
contre la corrosion, mais elle rduit la corrosion par loignement
des mtaux. La corrosion agit en priorit l o le trajet est le plus
court pour les ions (densit de courant ionique leve). Sur la sortie
deau chaude, leau est plus corrosive car elle est moins charge en
ions Calcium. Une note d'installation d'ATLANTIC, trs bien faite
[2], suggre de mettre, dfaut de manchons isolant galvanique, de
simples manchons en acier sur les cuves en acier : Ceci dporte la
corrosion sur le filetage des manchons et rduit la corrosion sur le
filetage des ports de la cuve ! Pour protger la corrosion de la
rsistance chauffante, un compromis est prvu dans certains
appareils. Cela consiste isoler le corps de la rsistance chauffante
de la cuve. Puis, une rsistance ohmique , dite de protection, relie
le corps de la rsistance chauffante la cuve.
Mtal 1 Acier
Anode
Mtal 2 cuivre
cathode
eau Electrolyte
Isolant lectrique
e-
-
7/16
La cuve est relie la terre de protection lectrique. Cette
rsistance ohmique est dispose lextrieur de la cuve. Elle a pour
effet de rduire le courant dlectrolyse du blindage de la rsistance.
Sa valeur de 560 Ohms dtermine une tension de dfaut infrieure 24 V
pour un courant de 30 mA (seuil du disjoncteur diffrentiel). On
pourrait appliquer cela la rsistance lectrique dun ballon solaire.
Attention, ceci est bien entendu en contradiction avec la norme
NFC-1500 ! - Relier la terre de la rsistance ou de la cuve via une
rsistance de 560 Ohms (1/2 W) condition que linstallation soit
munie dun disjoncteur diffrentiel 30 mA. - Mettre des manchons
galvaniques sur tous les ports de la cuve. - Boucher les ports non
utiliss avec des bouchons dacier.
- Vrifier priodiquement le disjoncteur diffrentiel par le bouton
de Test . Ci-contre, on voit bien cette rsistance de protection
aprs la dpose du thermostat. Celle-ci relie le blindage de la
rsistance (ensemble rsistance et doigt de gant) la plaque en acier
qui elle est mise la terre (ainsi que la cuve). Cette rsistance
sert la protection lectrique au cas o la rsistance prsenterait un
dfaut disolement. En revanche, la rsistance de protection ne permet
pas une isolation galvanique parfaite mais elle limite le courant
dlectrolyse. Cas du ballon ECS solaire : Dans le cas de
l'installation dun ballon solaire quatre ports sans rsistance
lectrique dappoint : - deux pour l'changeur solaire - deux pour
l'arrive et le dpart de l'ECS Pour une isolation galvanique
absolue, il conviendra de mettre quatre manchons galvaniques pour
isoler compltement la cuve en acier du cuivre. Les orifices non
utiliss seront bouchs par des bouchons en acier et non pas en
laiton ! Les doigts de gants en cuivre /laiton devraient tre isols
de la cuve en acier. Une autre solution, employe par des fabricants
Allemands, consiste apposer la sonde contre la cuve sous lisolant.
La conductivit thermique de lacier permet la transmission de la
temprature de leau la sonde. Une mesure thermique par camra
infrarouge sur une cuve sans isolant montre la stratification
interne de leau. La photo suivante a t prise en infrarouge. Elle
montre la stratification de leau chaude travers deux cuves en srie
sans isolation thermique. Source : fabricant Allemand Solar Bayer
[4]
-
8/16
Exemple de prconisation la sortie dun ballon dECS solaire :
Mamelon rducteur 1 vers en fonte galvanise suivi dun manchon
isolant galvanique en . La rduction de diamtre est ngligeable sur
le dbit si le diamtre interne qui suit est infrieur.
-
9/16
Dans cet exemple le ballon est compltement isol galvaniquement
sur le quatre ports. Entre les parties acier et laiton du manchon
disolation galvanique on mesure environ 0,6 V ! Ceci montre bien la
prsence dun couple doxydorduction entre lequel il ne circule pas de
courant. Fermeture de lentre de recirculation par un bouchon en
fonte galvanis :
Pour les rductions, il y a souvent confusion entre acier et
fonte. La fonte qui est par nature graphite, rsiste beaucoup mieux
la corrosion. Les volutes des circulateurs en sont la dmonstration.
(Merci Bertrand !) Cas du circuit solaire des capteurs au serpentin
du ballon : Pour les installations et kits en eau au glycol une
conduite en inox annel est couramment employe pour des raisons
pratiques : la liaison se fait dun bout lautre sans raccords ou
soudures intermdiaires. L'inox annel est compatible avec les
raccords en laiton et en cuivre fournis. La jonction avec le ballon
du raccord en laiton venant du tube inox devrai se faire par un
manchon d'isolation galvanique, sur l'acier du ballon. Mais ce
n'est pas absolument indispensable sur le circuit solaire en glycol
qui est ferm. Il arrive que certains manchons d'isolation
galvanique ne tiennent pas la temprature au-del de 110 C ! Cas des
stocks solaires en eau morte ou eau primaire : On se retrouve trs
vite avec des couples galvaniques pour les stocks raliss avec de la
rcupration : cuve en acier et serpentin en cuivre. En thorie, le
serpentin en cuivre dun stock deau en acier ne devrait pas entrer
en contact avec la cuve en acier. De plus, que le contenu soit en
eau morte, ou fasse partie du circuit primaire de chauffage, cette
eau va se saturer en ions ferreux et ferrique. Une eau sature est
beaucoup moins corrosive quune eau renouvele. Il convient de
vidanger le moins possible une
-
10/16
installation ferme. Cette eau sappauvrit aussi en oxygne et en
dioxyde de carbone, et de plus la quantit des minraux reste la mme
(pas daccumulation de dpt calcaire). Dans les installations de
chauffage, on peut tolrer la mise en contact entre lacier et le
cuivre surtout si la surface dacier est importante (paroi des
cuves, radiateurs en acier). On prendra la prcaution de renouveler
leau du circuit le moins possible. Sur le retour avant la chaudire
on peut installer un pot de dcantation (pot boues) qui rcuprera les
particules doxydes de fer. En rsum :
Ce quil faut faire par ordre dimportance :
1- Limitez les transitions Fer/Cuivre ou Fer/laiton. 2- Ne
jamais installer de laluminium avec du cuivre : corrosion de
laluminium. 3- Mettez des manchons disolation galvanique sur vos
ballons d'ECS ! Surtout la
sortie pour limiter la corrosion caverneuse au niveau du
filetage. 4- Utilisez des rducteurs en acier puis des manchons
disolation galvanique sur vos
ballons. 5- A dfaut de manchons disolation galvanique, utiliser
un manchon en acier pour
dporter la corrosion sur ce dernier. 6- A dfaut de manchons
disolation galvanique, utiliser des joints en polythylne,
noprne ou caoutchouc, mais jamais en fibre. 7- Quand cela ne met
pas en cause la scurit lectrique, ne pas relier la cuve en
acier du ballon et lisoler par des manchons disolation
galvanique. Il ne faut pas compter sur une paisse couche de filasse
ou de tflon pour faire office disolation galvanique !
Pour lentretien, vrifiez lanode de magnsium une fois par an [5].
Pensez mesurer le courant danode quelques jours aprs la mise en
service. On peut se fixer un seuil de remplacement de lanode quand
le courant se trouve entre 50 30 % du courant de dpart. Il ny a pas
de rgle pour le courant danode moins que cela soit dtaill dans la
notice du constructeur. Les tubes de PER sont une bonne solution
pour limiter les effets de la corrosion galvanique, mais nempchent
pas la mise en place dun manchon disolation galvanique sur la
sortie. Ceci car les raccords pour le PER sont en laiton. Le
"multicouche", tout comme le PER, nest pas conducteur. Les feuilles
internes au multicouches sont isoles et servent former une barrire
chimique et mcanique face au polymre. Nanmoins, les raccords sont
en laiton et ne dispensent pas de mettre un manchon d'isolation
galvanique rien que pour viter la corrosion caverneuse entre le fer
et le laiton. Mixer du fer/cuivre est tolrable dans le circuit de
chauffage, mais dconseill en eau sanitaire chaude ou froide.
Jean-Matthieu STRICKER Ingnieur INSA Gnie Electrique Pour ce sujet
de discussion, voici le lien vers le forum de lAPPER Solaire :
http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?p=83536#83536
-
11/16
Merci aux Appriens pour leurs remarques constructives qui mont
permis de remettre jour ce document !
3e dition du 10 novembre 2012
Publi sur le site de lAPPER Solaire
Diffusion ou reproduction interdite sans accord de lauteur :
F5RCT.JM )( gmail.com
Liens utiles :
[1] Linox en contact avec dautre matriaux mtalliques : St EURO
INOX http://www.euro-inox.org/pdf/map/Contact_with_Other_FR.pdf
[2] DOSSIER TECHNIQUE & SAV CHAUFFE-EAU JULLET 2008: St
ATLANTIC
http://www.chauffe-eau.fr/ftp/produits/I12VIZ150/ATLANTIC_VIZENGO_SAV.pdf
http://www.atlantic-electrique.fr/documents/Plaquette-infos-sinistres2011.pdf
[3] Le livre multimdia de la corrosion : INSA Lyon
http://www.cdcorrosion.com/mode_corrosion/corrosion_galvanique.htm
[4] Solar Bayer , tlecharger le document Prospekt Speichertechnik
(prospectus technique de stockage):
http://www.solarbayer.de/Schichtleitspeicher-SPS.html [5] Corrosion
Ballon Anode Calcaire par SBRT83
http://www.apper-solaire.org/Pages/Fiches/Ballons/Corrosion%20Ballon%20Anode%20Calcaire%20par%20SBRT83/index.pdf
-
12/16
Annexe 1 La protection par anode sacrificielle et par anode en
titane courant impos : En ayant compris le principe de la corrosion
galvanique, la protection par anode sacrificielle est bien un cas
de corrosion galvanique volontaire. Ce type de protection est
appliqu dans les ballons deau chaude, mais aussi pour protger les
coques des navires, les pipelines, les structures et btiments en
acier enterres. On applique dans le milieu (eau, eau sal, sol) un
mtal moins noble que celui protger : zinc ou magnsium. Ce mtal est
reli lectriquement la structure protger. Lanode de magnsium protge
la corrosion du fer car elle libre des ions magnsium Mg2+ dans leau
et donne ses lectrons au fer. Le fer ne peut se corroder car il
reoit les ions Mg2+ et se prend les lectrons librs par le magnsium.
Si ctait le fer qui se corderait, nous aurions le fer qui se
dcomposerait comme la formule suivante, c'est--dire librant des
ions Fe
2+ dans leau et donnant ses lectrons un autre mtal. 2Fe =>
2Fe
2+ + 4e
- . Or il ne
peut le faire car on lui impose des lectrons par son mtal voisin
(courant galvanique)
Nota : les anodes ne sont pas faites magnsium pur mais en
alliage Mg 91% -Alu 6% - Zinc-3%. [5]. En se dposant, le magnsium
fait des traces blanches sur le cuivre et lacier que lon confond
souvent avec du calcaire. Maintenant, pour la protection par anode
de titane courant impos, on connecte un gnrateur externe lanode en
titane. Le flux dlectrons est dans le mme sens quavec lanode
magnsium. Ceci renvient IMPOSER des lectrons au mtal protger comme
dans le cas prcdent de lanode en magnsium. On appelle ce procd
protection cathodique courant impos . Ci-dessous, photo dune anode
de titane ct du corps de la rsistance.
Mtal 1 Magnsium
Anode
eau Electrolyte
Mtal 2 Acier
cathode e-
Mtal 1 Titane Anode
eau Electrolyte
Mtal 2 Acier
cathode
e-
Isolant lectrique
-
13/16
Cette fois-ci, lanode en titane ne se corrode pas ou trs peu,
explications : Le titane est un mtal extrmement oxydable. Dans la
srie des potentiels lectrochimiques standards, il se
place au voisinage de laluminium, entre le magnsium et le zinc.
Il nest donc pas un mtal noble, son domaine de stabilit
thermodynamique ne prsente, en effet, aucune partie commune avec le
domaine de stabilit thermodynamique de leau et est situ fortement
au-dessous de ce dernier. Lune des causes de la rsistance la
corrosion du titane est le dveloppement dune couche protectrice
passivante de quelques fractions de micromtre, constitue
majoritairement doxyde TiO2, mais il est reconnu quelle peut
contenir dautres varits. Cette couche est intgre et trs adhrente.
En cas de rayure de la surface, loxyde se reforme spontanment en
prsence dair ou deau. Il y a donc inaltrabilit du titane dans lair,
leau et leau de mer. De plus, cette couche est stable sur une large
gamme de pH, de potentiel et de temprature.
Comme le titane ne dgage pas dions mtalliques, cest au tour des
ions contenus dans leau de ragir comme le chlore au niveau du fer.
Les ions chlore se combinent avec les lectrons et dgage du gaz de
chlore.
2Cl- => Cl2 + 2e-
Egalement, dans les deux cas de protection avec anode
sacrificielle en magnsium et avec lanode en titane courant impos,
la circulation du courant au niveau du fer (cathode) provoque une
lectrolyse de leau qui se dcompose en ions hydroxyde (OH-) et
hydrogne H2
2H2O +2e- 2OH + H2
Ces ions hydroxyde favorisent la prcipitation des dpts calcaires
(voir annexe 2). Certaines anodes hybrides constitues de titane
enrobes de magnsium vont appliquer une double protection. Le
magnsium se libre en premier et se dpose sur le fer (il bouche les
surfaces apparentes pour viter la corrosion par piquage). Puis le
courant impos de lanode de titane restante maintient ce magnsium
protgeant ainsi le fer. La carte lectronique peut se rsumer une
alimentation courant continu de 2 4 Volts sous un courant limit
moins de 10 mA. Une petite batterie intgre lalimentation maintient
la polarisation de llectrode de titane pendant que le chauffe-eau
est coup en dehors des plages de courant de nuit. Ce type
dalimentation est protg contre les courts-circuits par limitation
de courant. La page suivante montre un exemple dalimentation dmonte
sur un appareil ATLANTIC. Le transformateur est protg contre les
courts-circuits par des rsistances en srie avec le primaire. Au
secondaire, une PTC limite aussi le courant en cas de surcharge. La
tension du transformateur est redresse et filtre par C1. Cette
tension redresse alimente deux sources de courant :
- La source de courant pour llectrode par transistor T3. Cette
source alimente aussi un clignoteur (transistors T5, T6, T7) qui
fait flasher la LED verte L3.
- La source de courant pour la charge de la batterie Ni-MH par
transistor T1 Les transistors T2 et T4 commutent la batterie sur
llectrode et le clignoteur en absence de tension. Les diodes LED
rouges L1 et L2 protgent la batterie en fin de charge. En cas de
court-circuit de llectrode ou de la batterie, ou si celle-ci est
dcharge, la LED verte de clignote plus. Ce type de protection est
limit par la dure de vie de la batterie NI-MH. Ces informations
proviennent des sites suivants : Recherche : protection cathodique
courant impos http://fr.wikipedia.org/wiki/Protection_cathodique
http://www.protectioncathodique.net/la-corrosion-aqueuse-systemes-de-protection-cathodique.php
http://www.cathodicprotection101.com/protection-cathodique.htm
http://www.solaire-bois.fr/upload/pdf/Anode_Titane_ACES.pdf merci
Ramses !
-
14/16
-
15/16
Annexe 2
Etude dun cas de corrosion et origine des dpts la sortie dun
ballon dECS. Symptme : baisse significative du dbit dECS au bout de
15 ans. Leau avait un got ferrugineux. En voulant insrer le
mitigeur jai trouv la cause. Un dpt brun fonc dur comme de la
pierre dans le coude en laiton la sortie du ballon dECS (voir photo
ci-contre). Le seul moyen pour supprimer ce dpt fut de lattaquer
lacide chlorhydrique ! La coloration jaune et la duret font penser
un amalgame base doxyde de fer. Mais je nai pas trouv dexplication
scientifique ce phnomne en cet endroit prcis. Ce peut tre du
carbonate de magnsium (que seul lacide chlorhydrique peut attaquer
rapidement) ? Dans leau chaude il y a prsence ions Mg 2+ provenant
de lanode du ballon. Le calcaire se prcipite-il par le dgagement
gazeux concentr cet endroit ? Jai constat que la partie filete en
acier la sortie du ballon est nettement plus fine que celle de
lentre de leau froide. Aprs la mise en place des manchons
disolation galvanique, le got ferrugineux de leau a disparu et le
dbit est devenu normal ! Analyse : Les ractions chimiques dans la
zone de corrosion sont nombreuses et complexes ! Il nous a t
difficile de trouver de la documentation sur le sujet. Dans la zone
de corrosion le fer se dcompose en ions ferrique et libre deux
lectrons qui vont vers le laiton [3].
Fe Fe 2+ +2e- La circulation dun courant au niveau du laiton
(cathode) provoque une lectrolyse de leau qui se dcompose en ions
hydroxyde (OH-) et hydrogne H2
2H2O +2e- 2OH + H2
-
16/16
La prsence de gaz carbonique dans leau se combine avec les ions
dhydroxyde pour former de lhydrognocarbonate HCO3
OH
+ CO2 HCO3
Cet hydrognocarbonate va faire prcipiter les ions calcium en
carbonate de calcium qui est le dpt calcaire.
Ca2+
+ 2 HCO3 CaCO3 + CO2 + H2O
Il en est de mme pour le magnsium prsent en concentration leve
la sortie du chauffe-eau par la prsence de lanode de magnsium. Les
ions Mg2+ vont donner du carbonate de magnsium. Ce dernier est dur
comme de la pierre et ne sattaque rapidement quavec de lacide
chlorhydrique.
Mg2+
+ 2 HCO3 MgCO3 + CO2 + H2O
Enfin, les ions issus du fer peuvent aussi se combiner de la mme
manire et donner du carbonate de fer (sidrite). Cet matire ne peut
se dissoudre rapidement que dans lacide chlorhydrique (
http://fr.wikipedia.org/wiki/Sid%C3%A9rite )
Fe2+
+ 2 HCO3 FeCO3 + CO2 + H2O
Nous avons dmontr que la corrosion engendre un dpt au niveau du
coude en laiton raccord la sortie en fer du chauffe-eau. Il y a
aussi dautres ractions qui peuvent avoir lieu, cela dpende de la
teneur des autres lments dissout dans leau tel que : le chlorure,
le sodium, les sulfates