Le monde de l'acier inoxydable

Nettoyage électrochimique

Electrochemical-pickling

Le nettoyage électrochimique vise à éliminer les impuretés et les oxydes superficiels produits au cours du processus d’usinage/soudage d’une pièce. Ce processus fait appel à des produits chimiques, généralement acides, et au passage de courant électrique. La pièce de métal peut être nettoyée en l’immergeant dans une solution chimique, au moyen d’un bain électrochimique prévu à cet effet, ou en traitant directement l’endroit affecté à l’aide de tampons ou brosses appropriés trempés dans la solution.

SURFOX - Electrochemical process with pad
Fig.1: Processus électrochimique avec tampon ou brosse
SURFOX - Electrochemical process with bath
Fig.2: Processus électrochimique avec bain

Comparativement au bain, les tampons et brosses— présents dans la gamme Surfox — comportent plusieurs avantages:

  • Ils traitent des endroits précis (soudures, points de corrosion, impuretés localisées, etc.);
  • Dans les cas de fini spécial (fini brossés, miroir, etc.), ils n’altèrent pas toute la surface de la pièce;
  • Ils sont plus abordables puisqu’ils ne requièrent pas l’installation de bains (équipement massifs, équipements énergivores, systèmes de sécurité, etc.);
  • Leur effet est plus rapide puisque le procédé comporte beaucoup moins d’étapes que le bain de décapage (pré décapage, décapage, passivation et plusieurs rinçages).

Cependant, le bain de décapage a aussi ses avantages:

  • Il laisse une surface régulière et lisse;
  • Il permet de nettoyer la pièce entière et de traiter les pièces aux formes complexes impossibles à nettoyer avec les tampons et brosses.

Le nettoyage électrochimique est largement adopté, car il est plus rapide que le décapage chimique et il garantit un nettoyage de haute qualité. Dans le cas de soudures sur l’acier inoxydable, ce procédé est choisi non seulement pour des raisons d’esthétique, mais aussi pour augmenter la résistance du métal à la corrosion. Après le soudage, du carbure de chrome se forme à la surface et la contamination se produit. Ce phénomène a pour effet d’altérer les propriétés anticorrosives de l’acier puisqu’il favorise la formation de corrosion, ce qui, avec le temps, provoquera des défaillances dangereuses.

Le nettoyage électrochimique sert également à éliminer toute trace de poudre de fer qui peut s’être déposée sur l’acier, et ce, particulièrement lorsque des opérations mécaniques, comme le perçage, le tournage et le soudage, sont exécutées dans l’environnement où se trouve la pièce. La corrosion est plus encline à se former précisément là où la poudre de fer s’est déposée.

SURFOX - Crack over the welded parts
Fig.3: Soudure fissurée
SURFOX - Generalized corrosion
Fig.4: Corrosion généralisée

Les raisons de la grande popularité du procédé électrochimique:

  • Contrairement au décapage chimique, le nettoyage électrochimique ne laisse pas de cernes ni de taches;
  • Il ne fait appel à aucun produit chimique à base d’acide nitrique ou hydrofluorique, lesquels sont extrêmement toxiques et corrosifs;
  • Contrairement au nettoyage mécanique, il n’entraîne pas de contamination comme le font les particules abrasives qui sont laissées à la surface de l’acier.
SURFOX - Mechanical (abrasives no passivation)
1: Mécanique (abrasif sans passivation)
SURFOX - Chemical toxic acids)
2: Chimique (acides toxiques)
SURFOX - Electrochemical (electrolyte and current)
3: Electrochimique (electrolyte et courant électrique)

La composante électrique du procédé est particulièrement importante puisque c’est elle qui permet d’optimiser et d’accélérer le procédé. Effectivement, lorsque le courant électrique traverse la pièce, ce dernier peut agir comme cathode ou anode. Si la pièce subit une polarisation cathodique, la présence d’ions hydrogène, produits par l’acidité de la solution chimique, provoque la formation d’hydrogène moléculaire.

La polarisation cathodique produit un effet mécanique de séparation et de rupture de la calamine en raison de la présence de gaz (hydrogène). Elle joue le rôle d’inhibiteur contre la solubilisation du métal. Cette méthode est appelée « protection cathodique ».

Lorsque la pièce subit une polarisation anodique, les réactions suivantes sont engendrées:

  • Dissolution du métal : il se transforme en ions qui se dispersent dans la solution chimique;
  • Production d’oxygène : lorsque le métal est difficile à oxyder (comme l’or) ou légèrement soluble (plomb dans l’acide sulfurique), le processus est accéléré.

À la suite de ce type de polarisation, la surface d’une pièce composée d’acier au carbone ou de fer devient très réactive et a tendance à s’oxyder à nouveau lorsqu’elle est exposée à l’air. Dans ce cas, le décapage est considérablement accéléré et le processus doit être interrompu lorsque la calamine a été enlevée pour éviter d’enlever trop de matière métallique. Les machines de notre gamme SURFOX font appel à ce processus; elles permettent d’obtenir des soudures propres et brillantes ou encore des pièces métalliques électro polies par immersion.

SURFOX - Polished weld
Fig.5: Processus cathodique sur la soudure
SURFOX - Polishing
Fig.6: Soudure polie

Le mode de courant le plus répandu, utilisé sur les machines SURFOX, est une polarisation alternée de la pièce. Dans ce cas, la pièce est polarisée en cathode et anode alternativement, combinant les effets des deux processus et donnant:

  • Développement d'hydrogène gazeux (cathode)
  • Solubilisation de la soudure (anode).

Ces deux processus travaillent ensemble pour détacher les résidus et protéger le métal se trouvant juste en dessous. ; Cela rend la polarisation alternée plus rapide. Ces deux processus travaillent ensemble pour détacher les résidus et protéger le métal se trouvant juste en dessous. ; Cela rend la polarisation alternée plus rapide.
La technologie de transmission actuelle utilisée est très importante. La différence est faite par l'utilisation d'un transformateur ou d'un inverseur.

  • Il corrige constamment le courant au cours du processus de décapage (correction du facteur de puissance). Ainsi, la machine SURFOX contrôle le courant afin d’éviter la production d’étincelles et de court-circuits qui pourraient endommager la surface d’acier et créer des piqûres microscopiques.
  • Les coûts en électricité sont moindres; l’efficacité est doublée.

La dernière étape du processus de nettoyage électrochimique est la neutralisation. Après le nettoyage, la surface est couverte d’une couche d’acide qui, si elle n’est pas neutralisée, peut compromettre le processus de nettoyage en entier et provoquer des dommages irréparables.

SURFOX - White halo
Fig.7: Cerne blanc après le nettoyage
SURFOX - Unneutralized surface
Fig.8: Surface non neutralisée

La neutralisation consiste à traiter la surface avec une solution qui restaure ses valeurs de pH. Alcaline, la solution de neutralisation réagit avec la solution acide utilisée dans le processus de nettoyage électrochimique et restaure les valeurs de pH entre 6 et 7.