Mécanisme
La plupart des métaux en service résistent parce qu'un mince film de surface — un oxyde, un tartre carbonaté, une couche de produits de corrosion — ralentit la réaction entre le métal et le fluide. L'érosion-corrosion commence quand l'écoulement retire ce film mécaniquement, par contrainte de cisaillement, turbulence, impact de gouttelettes ou particules en suspension. Le métal nu se corrode, le film tente de se reformer, l'écoulement l'arrache de nouveau. Aucun des deux mécanismes seul n'explique la vitesse d'attaque : la synergie entre l'enlèvement mécanique et l'attaque électrochimique produit des pertes bien supérieures à la somme des deux agissant séparément.
La vitesse d'écoulement est la variable dominante, mais le seuil dépend de l'alliage, de la chimie du fluide, de la température et de la teneur en solides. Les alliages de cuivre, l'acier au carbone et la fonte sont les victimes classiques ; les alliages dont le film passif se reforme rapidement tolèrent des vitesses plus élevées.
Où elle apparaît en usine
Les dommages se concentrent partout où l'écoulement change de direction ou de vitesse :
- volutes de pompe, becs de volute, sorties de roue et tubulures de refoulement ;
- coudes, tés, réducteurs et tuyauterie immédiatement en aval des vannes de régulation et des plaques à orifice ;
- entrées des tubes d'échangeurs de chaleur, où l'écoulement se contracte en entrant dans le tube ;
- zones d'impact face aux tubulures d'entrée des appareils.
La surface est généralement propre et lisse, avec des sillons, des rigoles ou des piqûres en fer à cheval alignés avec l'écoulement, l'extrémité arrondie pointant vers l'amont. Cet aspect la distingue des dommages par cavitation, rugueux et spongieux, et de l'abrasion par particules, qui laisse des rayures polies sans composante de corrosion.
Un mécanisme apparenté, la corrosion accélérée par l'écoulement (flow-accelerated corrosion, FAC) de l'acier au carbone dans l'eau et la vapeur humide, dissout la couche protectrice de magnétite chimiquement plutôt que mécaniquement ; on la gère par la chimie de l'eau et le choix des matériaux, et il ne faut pas la confondre avec l'érosion-corrosion dans une analyse de défaillance.
Mesure et gestion
La perte d'épaisseur se suit par mesures d'épaisseur ultrasonores aux points de mesure d'épaisseur (CML) placés aux perturbations d'écoulement énumérées ci-dessus, et non sur les tronçons droits. Les remèdes agissent sur la cause ou sur la surface :
- réduire la vitesse ou la turbulence — conduites plus grosses, coudes à grand rayon, déplacement des points d'étranglement ;
- passer à un alliage dont le film passif se reforme plus vite ;
- installer des pièces d'usure sacrificielles ou remplaçables, comme des bagues ou inserts d'entrée de tubes ;
- reconstituer le métal perdu et appliquer un revêtement lisse et chimiquement résistant qui isole le métal du fluide.
Rétablir le profil hydraulique d'origine compte autant que le matériau : une surface reconstituée laissée rugueuse ou en gradins génère la turbulence même qui a déclenché l'attaque.