Acier patinable – Utilisation et préparation à l'état brut et revêtu
L'acier patinable est un type d'alliage d'acier caractérisé par la formation d'une couche stable et résistante à la corrosion-sur sa surface après des années d'altération, éliminant ainsi le besoin de peinture dans de nombreux environnements. US Steel (USS) possède la marque déposée COR-TEN, un nom qui représente deux caractéristiques clés de ce type d'acier : la résistance à la corrosion et la haute résistance.
Le vieillissement fait référence à la composition chimique de ces aciers, qui leur confère une plus grande résistance à la corrosion atmosphérique que les autres aciers. En effet, les intempéries amènent l’acier à former une couche protectrice de rouille sur sa surface. L'effet inhibiteur de corrosion-de cette couche protectrice est déterminé par la répartition et la concentration des éléments d'alliage dans la composition chimique de l'acier (comme le montre la figure 1). Cette couche protectrice est formée par les intempéries. Autrement dit, l’acier doit rouiller pour former cette couche protectrice.
L’utilisation de l’acier patinable dans la construction présente plusieurs défis. Des techniques ou des matériaux de soudage spéciaux peuvent être nécessaires pour garantir que les joints soudés conservent la même résistance aux intempéries que les autres matériaux. L'acier patinable lui-même n'est pas complètement résistant à la rouille ; Si de l'eau s'accumule à l'intérieur de l'acier ou si celui-ci reste humide pendant des périodes prolongées, la corrosion se produira plus rapidement dans ces zones, nécessitant des mesures de drainage ou de séchage. L'acier patinable est très sensible aux climats subtropicaux humides, où sa couche d'oxyde protectrice peut devenir instable et continuer à se corroder. L’acier patinable a également de mauvais résultats dans les zones fortement exposées aux chlorures. L’altération normale de la surface de l’acier patinable peut également entraîner la formation de rouille sur les surfaces voisines.
La vitesse à laquelle certains aciers patinables forment la couche de rouille souhaitée est fortement influencée par les polluants atmosphériques, qui catalysent la corrosion. Bien que ce processus de rouille progresse généralement bien dans les grands centres urbains, il est beaucoup plus lent en milieu rural.
Comme mentionné précédemment, l’acier patinable forme une couche de rouille solide et protectrice dans des conditions appropriées, empêchant ainsi la corrosion. Selon SteelConstruction.info, l'acier patinable a un taux de corrosion extrêmement faible, de sorte que les ponts construits avec de l'acier patiné non peint peuvent atteindre leur durée de vie de 120- ans avec un minimum d'entretien. Par conséquent, dans des conditions appropriées,-les ponts en acier résistant aux intempéries bien conçus constituent une solution rentable avec des coûts de maintenance très faibles.
Dans des environnements humides et atmosphériques, tous les aciers faiblement alliés-rouillent ; le taux de rouille dépend de la mesure dans laquelle l'oxygène, l'humidité et les polluants atmosphériques entrent en contact avec la surface métallique. À mesure que le processus de rouille progresse, la couche de rouille forme une barrière empêchant la pénétration de l’oxygène, de l’humidité et des contaminants, ralentissant ainsi le taux de rouille.
La couche de rouille qui se forme à la surface de l'acier au carbone ordinaire-laminé à chaud est poreuse et finira par se détacher de la surface, relançant ainsi le cycle de corrosion. La vitesse de corrosion évolue selon une série de courbes croissantes approximativement linéaires, dont la pente dépend du caractère corrosif de l'environnement.
Le processus de rouille de l'acier patinable est similaire à celui de l'acier ordinaire, mais des éléments d'alliage spécifiques dans l'acier forment une couche de rouille stable qui adhère fermement au métal de base et a une porosité plus faible. Cette couche de rouille se forme dans des conditions alternées humides et sèches, formant une barrière protectrice qui empêche toute pénétration ultérieure de l'oxygène, de l'humidité et des contaminants, réduisant ainsi considérablement la perte de métal. Il est important de noter que la couche de rouille doit pouvoir sécher pour se former. Si la surface reste humide, l’acier patinable continuera à se corroder. De même, si l'environnement est gravement contaminé par des chlorures (par exemple, bâtiments proches de l'océan ou zones exposées au sel de déglaçage et à l'humidité persistante), la couche de rouille ne peut pas se former correctement. Cependant, dans des conditions environnementales appropriées, le taux de corrosion de l'acier patinable est bien inférieur à celui de l'acier de construction ordinaire.
