Corrosion sèche des métaux - Cas industriels : sulfuration, nitruration

De nombreux procédés industriels produisent des environnements gazeux complexes consistant en des mélanges d’espèces soufrées (H ₂ S , SO ₂ , COS) et oxydantes (O ₂ , H ₂ O , CO ₂ ). Le soufre apparaît comme un des éléments contaminants corrosifs les plus répandus dans les environnements industriels à haute température. Il est généralement présent dans les fiouls. Les attaques de corrosion sulfurante sont souvent assez localisées et peuvent conduire à des percements de tubes ou de parois. De tels problèmes sont rencontrés dans la calcination de minéraux, les procédés pétrochimiques, le raffinage pétrolier, la gazéification du charbon, les incinérateurs de déchets ou la combustion de charbon en lit fluidisé.

La nitruration , comme la carburation, peut être considérée comme un traitement métallurgique de surface, de durcissement en l’occurrence, ou malheureusement comme un mode de corrosion. Nous nous limiterons à ce dernier phénomène qui concerne principalement les éléments des fours servant à réaliser les traitements de nitruration ou de carbonitruration ou bien les pièces utilisées dans les procédés chimiques pour la production d’ammoniaque, d’acide nitrique ou de nylon. La corrosion par l’azote moléculaire (N ₂ ) n’est, en général, pas un problème, malgré sa teneur d’environ 80 % dans l’air. La solubilité relativement élevée et la cinétique lente de formation de nitrures dans les alliages réfractaires font, qu’en présence d’oxygène, c’est l’oxydation qui l’emporte et l’oxyde protège alors le métal.

La nitruration peut devenir un problème à haute température si la quantité d’oxygène dans l’atmosphère est insuffisante, ou surtout lorsque l’azote est présent à l’état atomique, plus réactif. Ces deux conditions sont réunies dans l’azote pur à haute température ou dans l’ammoniac craqué.