Traitements de surface de l`acier inoxydable pour

Bulletin Technique
TRAITEMENTS DE SURFACE DE L’ACIER INOXYDABLE POUR APPLICATIONS A VIDE
Numéro de série: 2010/01
Introduction
L’industrie de haute technologie connaît un besoin évident
de matériaux qui émettent un minimum de gaz et/ou de
particules (de poussières) dans leur environnement. Dans
les applications où le processus de production est sensible à
la contamination (notamment en relation avec des
applications à vide), par exemple la production de semiconducteurs, le secteur de l’énergie nucléaire et des
panneaux solaires, la production est partiellement réalisée
dans une salle blanche. L’inox est un matériau qui trouve de
nombreuses applications en tant que matériau de base pour
éléments en raison de sa résistance à la corrosion et de ses
propriétés de transformation. Cependant, le traitement de
surface choisi influence ces propriétés.
Le soudage de l’acier inoxydable entraîne une oxydation
accélérée sur et à côté de la soudure, tant sur que dans le
matériau. Cette oxydation, qui se distingue par une zone
bleutée, provoque une diminution de la résistance à la
corrosion du matériau (voir photo 1).
L’acier inoxydable dans les applications (à vide) de haute
qualité
En salle blanche, les contaminations telles que les
empreintes de doigt, les taches sèches et les pénétrations
de carbone dans la soudure (voir photo 2) provoquent
d’importants problèmes.
Photo 2 : pénétration de carbone dans une soudure (ici 316L)
On sait que l’exposition de l’inox à des agents corrosifs à
certaines températures peut entraîner la fissuration du
matériau, qui peut alors émettre des particules (metal
dusting). Dans ce cas, une contamination se forme dans le
matériau, même s’il a été fourni sans contamination.
Photo 1 : zone bleutée en raison du soudage
Cette couche d’oxyde peut également contenir diverses
contaminations susceptibles de se dégager, sous forme
moléculaire éventuellement, en cas d’applications (à vide) de
haute qualité. Dans le monde de la construction, le
dégraissage, puis le décapage et la passivation avec de
l’acide fluorhydrique et de l’acide nitrique est une méthode
communément admise pour éviter les décolorations, les
oxydes et les contaminations contenues et pour rétablir la
résistance à la corrosion. Cependant, dans certains secteurs
industriels, des exigences strictes supplémentaires sont
posées pour la netteté de la surface, ce qui implique la
nécessité de traitements de surface supplémentaires.
Toutefois, le décapage induit une absorption d’hydrogène
atomique dans l’inox. Cela peut augmenter les dégagements
gazeux dans les applications à vide. Bien que l’hydrogène
soit généralement perçu comme un contaminant inoffensif,
l’industrie présente suffisamment d’exemples pratiques qui
prouvent que ce contaminant entraîne la formation de
particules, le détachement (partiel) des enduits et même des
réactions chimiques indésirables en surface. Cet hydrogène
atomique est chimiquement réactif et augmente ainsi le
risque de contamination, qui peut être évité avec un
traitement thermique complémentaire. L’inox doit alors être
fourni totalement propre car les impuretés peuvent être
fixées à la surface en raison du traitement thermique. Le
dégagement gazeux de l’élément nettoyé dans un
environnement à vide est utilisé comme méthode de mesure.
Après le nettoyage chimique, le dégagement gazeux peut
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aller jusqu’à 6*10 torr•l/cm s. Avec un traitement
thermique adéquat, il peut être réduit d’un facteur 600
environ.
Une autre méthode consistant à adapter la surface de l’acier
inoxydable aux applications à vide de qualité est le polissage
électrolytique, qui rend la surface plus lisse (par ex. Ra <
0,05 µm), ce qui présente trois avantages majeurs. Tout
d’abord, la diminution de la rugosité réduit fortement
l’adhérence des gaz (absorption), ce qui est bénéfique pour
l’application à vide. En général, une diminution de la rugosité
réduit aussi le risque d’adhérence de nouvelles impuretés.
Ensuite, le polissage électrolytique est un processus
anodique, ce qui réduit considérablement l’absorption
d’hydrogène (atomique). Enfin, le polissage électrolytique
entraîne un enrichissement des métaux résistants à la
corrosion comme le chrome et le nickel.
Directives générales
Un élément très important pour chaque traitement chimique
humide de l’inox est que le matériau soit traité avec des
liquides de décapage, de polissage et de rinçage sans
contamination. Une erreur très fréquence consiste par
exemple à ce qu’une limite supérieure pour la conductibilité
de l’eau déminéralisée suffise comme garantie de qualité
pour cette dernière. En effet, la pollution organique de celleci, selon sa composition, n’augmentera pas facilement sa
conductibilité. Dans l’industrie, notamment pour les
applications de haute technologie, même une faible
contamination organique pose problème !
Vecom Group et RTC&P Consultancy et
Projectmanagement
Le Vecom Group dispose d’une longue expérience dans le
traitement de l’acier inoxydable pour les applications de
haute technologie et à vide. La force de Vecom est de
pouvoir nettoyer pratiquement tous les métaux en adaptant
le processus aux exigences du client. Grâce aux analyses
effectuées dans l’un des laboratoires de Vecom, la netteté
du produit peut être garantie.
RTC&P est un bureau-conseil technologique indépendant en
matière de traitements de surface (par ex. nettoyage de
précision) et de problèmes de contamination. Ses spécialités
sont les matériaux et surfaces utilisés dans les
environnements à vide de haute qualité.
Vecom et RTC&P coopèrent régulièrement dans le domaine
de la consultance relative aux nettoyages de haute
technologie.
Photo 3 : surface de joint pour les applications à vide
Drs. Ronald Elemans
Ir. Roger Theunissen
Vecom Group B.V.
Mozartlaan 3
3144 NA Maassluis
Pays-Bas
Mob. +31 (0)6-22437509
www.vecom-group.com
[email protected]
RTC&P Consultancy & Projectmanagement B.V.
Jan Duikerlaan 46
5622 BS Eindhoven
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Mob: +31 (0)6-53351448, Fax : +31 (0)40-2961569
www.rtcenp.org
[email protected]
Si vous êtes intéressé, RTC&P et Vecom peuvent organiser un atelier sur ce thème.
Faites-le savoir sans obligation sur [email protected]