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SOL 171
INHIBITEUR DE LA CORROSION D'UN MATERIAU METALLIQUE, TEL QUE
L'ACIER
L'invention concerne le domaine des inhibiteurs de
S corrosion-dont on enduit la surface des métaux, notamment de
l'acier, préalablement à leur stockage.
Différentes solutions renfermant des inhibiteurs de
corrosion sont utilisées par les sidérurgistes pour enduire,
conjointement aux huiles, la surface des tôles d'acier après
leur laminage et avant leur conditionnement en bobines et
leur expédition chez le client qui les a commandées. Ces
inhibiteurs de corrosion ont pour fonction de passiver la
surface du produit (cas des inhibiteurs passivants, à base,
par exemple de nitrites) en y formant un film protecteur, ou
de former des composés précipitant à la surface du produit et
y formant un film protecteur (cas des inhibiteurs non
passivants, à base, par exemple, de phosphates), ou de
provoquer une neutralisation ou une alcalinisation du milieu
avoisinant la surface et une adsorption-(cas des inhibiteurs
organiques à base d'amines). Ces inhibiteurs peuvent
également servir de lubrifiants lors des opérations
ultérieures d'écrouissage de la tôle.
Cette protection des tôles par de tels inhibiteurs est
particulièrement nécessaire dans le cas des tôles d'acier qui
ont été revêtues par électrodéposition sur une seule de leurs
faces. D'une part, au cours des différentes étapes liées a ce
traitement, la tôle est en contact avec différents liquides
qui peuvent être agressifs pour la face non revêtue s'ils ne
sont pas, par la suite, totalement éliminés : les solutions
de dégraissage et d'avivage, l'électrolyte, les fluides de
rinçage... De plus l'atmosphere de la ligne
d'électrodéposition est chargée de sels d'électrolyte et
d'acide. Toutes les conditions sont donc réunies pour
nécessiter un traitement de la face non revêtue de la tôle
par un inhibiteur de corrosion, afin d'éviter sa piqûration
pendant le stockage de la bobine.
Les inhibiteurs contenant à la fois du nitrite de
sodium NaNO2 et des azoles ont prouvé leur efficacité pour
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la protection des tôles d'acier. Ils ne sont cependant pas
utilisables sur les tôles dont une seule face est revêtue et
comporte, par exemple, un dépôt d'un alliage zinc-nickel, car
le contact lors du bobinage entre ce revêtement et
l'inhibiteur déposé sur la face nue de la spire voisine
provoque ~'apparition de taches sur la couche de zinc-nickel.
Ils ne risquent toutefois pas de générer des nitrosamines
lors d'un éventuel réchauffage ultérieur de la tôle,
contrairement aux amines. Les nitrosamines étant connues pour
leurs propriétés carcinogènes, une telle possibilité de
formation doit être évitée.
Le but de l'invention est de proposer un inhibiteur de
corrosion pouvant être utilisé sur les tôles d'acier revêtues
sur une seule de leurs faces, sans que cet inhibiteur ne
détériore la face revêtue et ne génere des composés toxiques
lors d'un chauffage ultérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un inhibiteur de
la corrosion d'un matériau métallique, tel que l'acier, du
type constitué par une solution aqueuse renfermant un nitrite
de métal alcalin, caractérisé en ce que ladite solution
renferme 0,01 à 0,3 mol/l-d'un nitrite de métal alcalin, 0,01
à 0,3 mol/l d'un phosphate d'un métal alcalin, et de l'acide
phosphorique a raison d'une quantité suffisante pour
maintenir le pH de ladite solution, mesuré à température
ambiante, entre 6,9 et 7,2.
Comme on l'aura compris, l'invention consiste à
rajouter conjointement un phosphate d'un métal alcalin et de
l'acide phosphorique aux inhibiteurs connus à base de nitrite
de sodium, dans des proportions bien déterminées, de telle
manière qu'on obtienne une solution neutre, non agressive
pour la face revêtue des tôles monoface zinc-nickel.
Les inventeurs ont constaté que l'apparition de taches
sur le revêtement ~e zinc-nickel de la face revêtue des tôles
dont la face nue est protégée par les inhibiteurs au nitrite
de sodium était due à la basicité prononcé et à l'absence de
milieu tampon de ces inhibiteurs. Leur pH est d'environ 9 à
11, ce qui provoque une corrosion alcaline du revêtement par
formation de zincates. L'idée à la base de l'invention est
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qu'il est possible d'éviter cette corrosion alcaline ~n
tamponnant l'inhibiteur a un pH neutre, compatible avec la
passivation du fer. Ceci peut être réalisé en ajoutant au
nitrite de sodium un sel tampon. Un mélange de phosphate de
sodium Na3PO4 et d'acide phosphorique H3PO4 est
particulie~ement indiqué (le sodium pouvant être remplacé par
un autre métal alcalin tel que le potassium). En effet, les
ions nitrite e~ les ions phosphate ont des effets synergiques
dans leur action anti-corrosion, les premiers agissant comme
inhibiteurs neutralisants et les seconds comme inhibiteurs
passivants.
Le fait de prévoir un milieu tampon accompagnant
l'inhibiteur de corrosion s'accorde bien avec l'exécution
d'un rinçage acide préalablement a l'enduction de la t81e, et
avec la présence éventuelle d'ions K+, Zn 2+ et Ni 2+ dans
l'atmosphère de la halle d'électrodéposition et de bobinage.
Il est, pour cela, impératif que le tampon impose un pH non
inférieur à 6,5, mesuré a température ambiante (donc sur
l'inhibiteur mis en solution aqueuse et non encore appliqué
sur la tôle).
L'inhibiteur de corrosion selon l'invention est une
solution aqueuse d'un nitrite de métal alcalin a une
concentration de 0,01 a 0,3 mol/l, et d'un phosphate alcalin
a une concentration de 0,01 à 0,3 mol/l, et renfermant
également de l'acide phosphorique a une concentration telle
qu'elle impose à la solution un pH compris entre 6,9 et 7,2
mesure à temperature ambiante. Il est egalement souhaitable
que les concentrations molaires en ions alcalins du nitrite
et en ions alcalins du phosphate ne different pas de plus de
20 %. A titre d'exemple, de tres bons résultats ont été
obtenus avec une solution renfermant 6 ~/1 de nitrite de
sodium, 10 g/l de phosphate de sodium Na3PO4, 12H20, la
quantité d'acide phosphorique permettant d'ajuster le pH à 7,
et un agent mouillant non ionique.
On a testé son efficacité en appliquant sur une tôle
non huilée une solution corrosive d'ions chlorure, en huilant
le métal et en le soumettant a des cycles comportant
successivement 8 heures d'exposition a une atmosphère humide
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et 16 heures d'exposition à une atmosphère sèche. Après 68
heures d'un tel traitement, on observe deux fois moins de
piqûres sur la tole lorsqu'elle a été revêtue d'une solution
de cet inhibiteur préalablement à l'application de la
solution corrosive.
.....
Optionnellement, on peut ajouter à cette solution
- d'inhibiteur un agent mouillant non ionique ou anionique, tel
qu'un ester phosphorique. On pallie ainsi la mauvaise
mouillabilité de la couche de zinc-nickel, et ce, sans
utiIiser de produits à base d'amines dans l'inhibiteur.
Conjointement à l'agent mouillant, il est souhaitable
d'ajouter un anti-mousse. Les quantités ajoutées peuvent être
par exemple, de 1 à 5 ml/l d'agent mouillant et de 0,2 à
1 ml/l d'anti-mousse.
L'application de l'inhibiteur s'inscrit dans le schéma
suivant :
- électrozingage de la tôle sur une de ses faces par un
alliage zinc-nickel ;
- rinçage acide, puis rinçage à l'eau déminéralisée de
la tôle ;
- application de la solution d'inhibiteur ;
- séchage de la tôle, entra~nant l'évaporation de
l'eau ;
- huilage de la tôle ;
- bobinage de la tôle, et stockage ou expédition de la
bobine.
Différents modes d'application de l'inhibiteur sont
envisageables, par exemple à l'aide de rouleaux essoreurs
entre lesquels défile la tale, et dont les parties
inférieures trempent dans des bacs contenant la solution
renfermant l'inhibiteur. Ces rouleaux essoreurs doivent
appliquer par exemple 1 à 2 ml de solution par m2 de tôle
(sur chaque face concernée par le traitement), correspondant
à une quantité de sodium de 2 à 6 mg/m2. Il est entendu qu'on
peut, au choix, revêtir les deux faces de la tôle ou
seulement la face nue.
Bien entendu, cet inhibiteur de corrosion n'a pas un
usage limité à la protection des tôles revêtues sur une seule
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s
face par un alliage zinc-nickel, qui n'est qu'une application
préférentielle, mais il est applicable à la protection de
toute tôle d'acier, voire d'autres matériaux métalliques.
