PREN (Pitting Resistance Equivalent) : Tout savoir pour choisir un acier résistant à la corrosion

Comprendre la corrosion par piqûres

La corrosion par piqûres survient sur une surface très réduite de l’alliage métallique et n’affecte pas le reste de cette surface protégée par le film passif. La corrosion par piqûres entraîne la rupture locale de ce film passif et peut, si le film passif ne peut se reformer, entraîner la perforation de la pièce métallique.

Conditions d’apparition

• Présence de chlorures (eaux industrielles, piscine, eau de mer)
• Composés soufrés (inclusions de sulfure de manganèse) et particules ferreuses
• Augmentation de l’agressivité avec la concentration en chlorures et la température

Calcul et interprétation du PREN
Le développement du PRE (Pitting Resistance Equivalent ou Équivalent de Résistance à la Piqûration) a permis de quantifier la résistance à la piqûration de l’acier inoxydable.

Le PRE se calcule selon la formule généralement admise :

PRE=%Cr+3.3×%Mo+16×%N

Ce PRE permet d’évaluer la résistance à la corrosion localisée par piqûres des aciers inoxydables ferritiques, austénitiques, duplex et des alliages de nickel. Ainsi, en environnement marin, on recherche un indice voisin de 30 pour obtenir une résistance à la corrosion par piqûres. Parmi le vaste choix de nuances d’aciers inoxydables disponibles et d’alliages de nickel, le PRE constitue une aide simple pour sélectionner un matériau lorsqu’une résistance à la corrosion par piqûres est souhaitée.

La résistance à la corrosion par piqûres : Indice de résistance à la corrosion localisée PRE (Pitting Resistance Equivalent)

L’indice de résistance à la corrosion localisée PRE permet de classer les aciers inoxydables et les alliages de nickel en fonction de leur résistance à ce type de corrosion.

Tableau comparatif des nuances

Propreté inclusionnaire et traitements de surface

L’amorçage des piqûres se fait préférentiellement sur des sites d’inclusions non métalliques, tels que les sulfures de manganèse, très présents dans les nuances d’aciers inoxydables destinés à l’usinage (nuance A1).

Les oxydes constituent également des sites d’amorçages préférentiels. Ces oxydes peuvent être présents suite à une opération d’usinage réalisée à l’aide d’un outil en acier. De ce fait, en plus des éléments d’alliages chrome, molybdène et azote, la propreté inclusionnaire doit faire l’objet d’une attention toute particulière car celle-ci joue un rôle majeur sur la qualité de surface de l’alliage. 

Protections supplémentaires contre la corrosion par piqûres

Des procédés d’affinage comme le procédé AOD (Argon-Oxygen-Decarburization) permettent d’abaisser la teneur en soufre.
Le traitement par polissage électrolytique conduit lui à dissoudre préférentiellement les inclusions de type sulfure.
L’usage le plus courant consiste à réaliser une passivation à l’acide nitrique directement sur les pièces. Lors de l’étape de décontamination, ce traitement supprimera les sites d’amorçage.
 

Le PRE est un indicateur simple à utiliser et constitue une échelle de sélection des nuances en fonction de l’environnement d’utilisation. Cependant, la propreté inclusionnaire est également à prendre en compte et joue un rôle majeur dans la résistance à la piqûration. Par exemple, les aciers inoxydables 1.4301 (max 0.015 % de soufre) et 1.4305 (0.15 % à 0.35 % de soufre) présentent un PRE équivalent (17), mais dans certains environnements seront respectivement à l’état passif et actif.

Dans ce dernier cas, un traitement de passivation permet de se prémunir de la formation de piqûres et supprimera les sulfures du film passif.
En intégrant le PREN dès la phase de sélection et en appliquant des traitements appropriés, la durée de vie des équipements est maximisée et la fiabilité des installations garantie.