Qu’est-ce que le PREN, la formule PREN et la corrosion par piqûres ?

Qu’est-ce que la corrosion par piqûres ?

La corrosion par piqûres est une corrosion qui se produit dans les matériaux ayant des films protecteurs. Cela peut être vu comme une attaque avec des trous localisés à la surface du métal. La corrosion par piqûres peut pénétrer très rapidement dans les matériaux, tandis que certaines parties de la surface métallique restent exemptes de corrosion.

La piqûre est vigoureuse lorsque la solution à la surface du métal contient des ions chlorure, hypochlorite ou bromure. D’autres solutions nocives sont celles qui contiennent des fluorures et des iodures, tandis que les sulfures et l’eau sont connus pour améliorer le processus de piqûre.

Corrosion par piqûres

Comment se produit la corrosion par piqûres ?

Lorsque le métal est exposé, ses électrons disponibles sont abandonnés et ainsi de minuscules creux commencent à se former à la surface du métal. Cela se développe ensuite pour devenir une attaque rapide qui entraîne des dommages massifs du métal. Le cation oxydant du fer, du cuivre et du mercure, entre autres, permet la formation de piqûres même lorsqu’il n’y a pas d’apport d’oxygène à la surface du métal. L’acier inoxydable, le chrome, le fer passif, le cobalt, l’aluminium, le cuivre et les alliages associés sont tous sujets à la corrosion par piqûres.

Que signifie le nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN) ?

Le nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN) est une mesure de la résistance relative à la corrosion par piqûres de l’acier inoxydable dans un environnement contenant du chlorure. La résistance aux piqûres de l’acier inoxydable est principalement déterminée par sa composition. Les éléments qui ont un impact significatif sont le chrome, le molybdène et l’azote. La formule, qui quantifie leur contribution respective, est :

PREN = 1 × %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N

Des valeurs PREN plus élevées indiquent une plus grande résistance à la corrosion.

Le facteur pour l’azote varie selon la source. Certaines variantes de l’équation incluent également le tungstène (W).

Les valeurs PREN sont utiles pour classer les nuances d’acier inoxydable en fonction de leur résistance à la corrosion par piqûres. Cependant, cette comparaison n’a de sens qu’au sein d’une même famille d’inox (austénitique, ferritique, duplex). PREN ne peut pas être interprété comme une valeur absolue.

Nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN)

Le nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN) est un moyen théorique de comparer la résistance à la corrosion par piqûres de divers types d’aciers inoxydables en fonction des compositions chimiques d’un alliage. Pour améliorer la résistance à la corrosion par piqûres de l’acier inoxydable, des éléments d’alliage tels que le molybdène (Mo) et/ou l’azote (N) sont ajoutés. Pour aider à la sélection d’un alliage approprié pour une application, une équation pour le nombre équivalent de résistance aux piqûres a été développée. Plus la valeur PREN est élevée, plus l’acier est résistant à la corrosion.

Les aciers avec des valeurs PREN supérieures à 32 sont considérés comme résistants à la corrosion par l’eau de mer. L’acier duplex avec des valeurs PREN de 40 ou plus est utilisé dans les environnements de sulfure d’hydrogène. Il est standard dans les industries d’extraction de pétrole et de gaz. Une exception concerne les aciers inoxydables dont la teneur en molybdène est égale ou supérieure à 1,5 % ; ceux-ci peuvent avoir une valeur PREN de 30 ou plus. Dans ces cas, la valeur PREN prend en compte le tungstène (W) dans l’alliage et est définie par la formule :

PREN = 1 × %Cr + 3,3 ( %Mo + 0,5 × %W ) + 16 × %N

Le choix de la nuance d’acier inoxydable appropriée dépend principalement de la corrosivité de l’environnement d’application et des exigences de propriétés mécaniques de l’application. Lorsque plusieurs alliages répondent à ces exigences, d’autres facteurs doivent être pris en compte :

  • Propriétés physiques
  • Fabricabilité
  • Disponibilité
  • Coût

PREN peut changer en fonction des éléments individuels dans la composition de l’acier ou de l’acier allié.

Des études sur les défaillances de corrosion de l’acier inoxydable ont indiqué que les types de corrosion par piqûres et crevasses sont des problèmes majeurs et représentent ensemble peut-être 25 % de toutes les défaillances de corrosion. L’une des raisons pour lesquelles la corrosion par piqûres est si grave est qu’une fois qu’une piqûre est amorcée, elle a une forte tendance à continuer de croître, même si la majorité de l’acier environnant est encore intacte.

Voici un graphique. N’oubliez pas que ceci est uniquement à des fins de comparaison et n’est garanti pour aucune application spécifique :