ISO 19280:2017
(Main)Corrosion of metals and alloys — Measurement of critical crevice temperature for cylindrical crevice geometries in ferric chloride solution
Corrosion of metals and alloys — Measurement of critical crevice temperature for cylindrical crevice geometries in ferric chloride solution
ISO 19280:2017 specifies a methodology for ranking the crevice corrosion resistance of stainless steels and related alloys when exposed to oxidizing chloride solution. This document allows the measurement of critical crevice temperatures of tube/rod type specimens equal to those of plate type ones made up of the same material by chemical initiation of crevice corrosion, but not by the electrochemical method of ISO 18070. The test method in this document defines the apparatus and the procedure used to measure the temperature of crevice corrosion initiated in pipes and tubes using cylindrical specimens. This method has also been proved to apply to plate type specimens.
Corrosion des métaux et alliages — Mesure de la température critique de corrosion caverneuse de crevasses de géométries cylindriques dans une solution de chlorure ferrique
Le présent document spécifie une méthodologie à appliquer pour classer, selon leur résistance à la corrosion par crevasse, des aciers inoxydables et des alliages apparentés, lorsque ceux-ci sont exposés à une solution chlorurée oxydante. Le présent document permet, pour des éprouvettes sous forme de tubes/tiges, de mesurer des températures critiques de corrosion caverneuse égales à celles d'éprouvettes sous forme de plaques faites du même matériau; cela est réalisé par amorçage chimique de corrosion caverneuse, et non selon la méthode électrochimique de l'ISO 18070. La méthode d'essai décrite dans le présent document définit l'appareillage et le mode opératoire à utiliser pour mesurer la température d'amorçage de la corrosion caverneuse dans des tuyaux et des tubes, à l'aide d'éprouvettes cylindriques. Il a été démontré que la présente méthode peut également s'appliquer aux éprouvettes sous forme de plaques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19280
First edition
2017-08
Corrosion of metals and alloys —
Measurement of critical crevice
temperature for cylindrical crevice
geometries in ferric chloride solution
Corrosion des métaux et alliages — Mesure de la température critique
de corrosion caverneuse de crevasses de géométries cylindriques dans
une solution de chlorure ferrique
Reference number
ISO 19280:2017(E)
©
ISO 2017
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ISO 19280:2017(E)
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ISO 19280:2017(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 General principles . 1
4.1 Objective . 1
4.2 Immersion test . 2
4.2.1 General. 2
4.2.2 CCT measurements in single test cell . 2
4.2.3 CCT measurements in multiple test cells . 2
4.3 Criterion for CCT. 2
5 Apparatus . 2
5.1 Crevice former assembly . 2
5.2 Test cell . 6
5.2.1 General. 6
5.2.2 Flask requirements . 6
5.2.3 Condenser . 7
5.3 Test temperature . 7
5.4 Crevice assembly . 7
5.4.1 Supporting deck blocks and crevice formers . 7
5.4.2 Reuse of crevice assemblies .10
5.4.3 Bolt and washer .10
5.5 Required apparatus .10
6 Test solutions .10
7 Test specimen .10
7.1 Specimen size .10
7.2 Surface finish .11
8 Experimental procedure .11
9 Examination and evaluation .12
9.1 Examination.12
9.2 Evaluation .12
9.3 Estimation of CCT .12
10 Test report .12
Bibliography .14
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ISO 19280:2017(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.
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ISO 19280:2017(E)
Introduction
Various dimensions of pipes and tubes are used in industries such as nuclear power plants, thermal
power plants, desalination plants, oil refining facilities and chemical plants, etc. Materials evaluation
for these pipes, tubes and fittings makes all the difference to safety and life cycles in these industrial
facilities.
There are numerous standards that specify test methods and corrosion resistance for pitting and
crevice corrosion. Many of them address the corrosion rate or critical pitting temperature (CPT) or
critical crevice temperature (CCT) of plate type specimens, but they are not concerned with other
geometries and relations of corrosion resistance between geometries.
It is important that the initiation temperature of crevice corrosion be measured in cylindrical crevice
geometries for high corrosion resistant alloys, including from traditional stainless steels (300 series) to
super stainless steels (higher alloyed stainless steels).
This document provides the test method that measures crevice corrosion resistance in crevice
geometries such as tube/tube sheet of heat exchangers and pipes/pipe supports, flange/couplings,
bolts/nuts, etc. in industrial facilities. It can be used as a guideline which offers the criterion for
materials selection of such components.
Most crevice corrosion tests are performed conforming to some standards, but these test methods use
a flat geometry of an artificial crevice which shows different critical crevice temperatures to those of
cylindrical crevice geometry. Therefore, results of these tests have created controversies in related
industries. It has been found that the identical CCT between plate type and cylindrical type specimens
could be achieved with an appropriate torque applied to the cylindrical specimen.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19280:2017(E)
Corrosion of metals and alloys — Measurement of critical
crevice temperature for cylindrical crevice geometries in
ferric chloride solution
1 Scope
This document specifies a methodology for ranking the crevice corrosion resistance of stainless steels
and related alloys when exposed to oxidizing chloride solution. This document allows the measurement
of critical crevice temperatures of tube/rod type specimens equal to those of plate type ones made up
of the same material by chemical initiation of crevice corrosion, but not by the electrochemical method
of ISO 18070. The test method in this document defines the apparatus and the procedure used to
measure the temperature of crevice corrosion initiated in pipes and tubes using cylindrical specimens.
This method has also been proved to apply to plate type specimens.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
critical crevice temperature
CCT
minimum temperature required to produce a crevice attack of at least 0,025 mm corroded depth on the
bold surface of a specimen beneath the crevice former (3.2), with the edge attack ignored
Note 1 to entry: Measured in degrees Celsius.
3.2
crevice former
component of the crevice corrosion test tool assembly, which allows crevice corrosion to be induced in
a contacted test specimen by applying certain torques
4 General principles
4.1 Objective
This document describes laboratory tests for measuring CCT of stainless steels and high corrosion
resistant alloys with cylindrical (including circular arc) and flat plate geometries in oxidizing chloride
solutions. Cylindrical crevice geometries emulate crevices frequently coming from tube/tube sheet
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ISO 19280:2017(E)
of heat exchangers and pipes/pipe supports, flange/couplings, bolts/nuts, etc. in industrial facilities.
There have been differences of CCT between plate type and cylindrical type specimens of same
materials which require measuring CCT of a part of real pipes and tubes in service or in fabrication.
This document aims to rank the crevice corrosion resistance of stainless steels and related alloys,
eliminating the geometric (tubular or rod or plate) and size (radius of curvature) effect, when exposed
to oxidizing chloride solution.
4.2 Immersion test
4.2.1 General
Chloride containing solutions such as ferric chloride and acidified ferric chloride solutions are useful to
determine localized corrosion rate. This test method uses 6 mass % ferric chloride or 6 mass % ferric
chloride solution +1 volume % HCl solution. A crevice former is essential to produce crevice corrosion
and its dimension shall be modified according to various pipes and tubes. Artificial crevice formers
with a specimen shall be completely immersed in the test cell. The volume of solution shall be at least
2
500 ml/dm of specimen surface area.
4.2.2 CCT measurements in single test cell
A critical crevice temperature, which shows the initiation of crevice corrosion, shall be measured for a
specimen from a certain temperature. After 24 h of immersion, the specimen is removed for inspection
of crevice corrosion. If there is no initiation of crevice corrosion, then a different specimen shall be
subjected to the test with a 5 °C increase from the previous temperature. The test shall be repeated
with increases of 5 °C until crevice corrosion initiates. Every specimen at each temperature shall be
fabricated from the same product or from the identical heat of a raw material with the same geometry.
4.2.3 CCT measurements in multiple test cells
Tests in 4.2.2 can be performed simultaneously in multiple test cells in which each specimen is
immersed in a different temperature for speed tests. Each specimen shall be fabricated from the same
product or from the identical heat of a raw material with the same geometry. Applied torque condition
for each specimen shall be same if the specimens have the same radius of curvature.
4.3 Criterion for CCT
The ferric chloride solution used in this document is a strong oxidizing and corrosive medium causing
pitting or crevice corrosion in high corrosion resistant alloys. Even though measuring the weight of a
specimen before and after test makes it possible to show the initiation of crevice corrosion, credibility
of the results is not high because the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19280
Première édition
2017-08
Corrosion des métaux et alliages —
Mesure de la température critique de
corrosion caverneuse de crevasses
de géométries cylindriques dans une
solution de chlorure ferrique
Corrosion of metals and alloys — Measurement of critical crevice
temperature for cylindrical crevice geometries in ferric chloride
solution
Numéro de référence
ISO 19280:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 19280:2017(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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ISO 19280:2017(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principes généraux . 2
4.1 Objectif . 2
4.2 Essai d’immersion . 2
4.2.1 Généralités . 2
4.2.2 Mesurages de la TCCC en cellule d’essai unique . 2
4.2.3 Mesurages de la TCCC en cellules d’essai multiples . 2
4.3 Critère de définition de la TCCC . 2
5 Appareillage . 3
5.1 Montage d’essai de corrosion par crevasse . 3
5.2 Cellule d’essai . 6
5.2.1 Généralités . 6
5.2.2 Exigences relatives au flacon . 6
5.2.3 Condenseur . . 7
5.3 Température d’essai . 7
5.4 Montage d’amorçage de crevasse . 7
5.4.1 Blocs de soutien et dispositifs initiateurs de crevasse . 7
5.4.2 Réutilisation des montages d’initiation de crevasse .10
5.4.3 Boulon et rondelle .10
5.5 Appareillage nécessaire .10
6 Solutions d’essai .10
7 Éprouvette d’essai .10
7.1 Taille de l’éprouvette.10
7.2 État de surface .11
8 Mode opératoire expérimental .11
9 Examen et évaluation.13
9.1 Examen .13
9.2 Évaluation .13
9.3 Estimation de la TCCC .13
10 Rapport d’essai .13
Bibliographie .14
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii
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ISO 19280:2017(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 19280:2017(F)
Introduction
Des tuyaux et des tubes de dimensions variées sont utilisés dans divers types d’installations
industrielles, par exemple dans les centrales nucléaires, les centrales thermiques, les usines de
dessalement, les raffineries de pétrole, les usines de produits chimiques, etc. L’évaluation des matériaux
constituant ces tuyaux, tubes et leurs raccords est d’une importance critique s’agissant de la sécurité et
des cycles de vie dans ces installations industrielles.
Il existe de nombreuses normes spécifiant des méthodes d’essai de résistance à la corrosion traitant
de la corrosion par piqûres et de la corrosion caverneuse. Beaucoup d’entre elles évaluent la vitesse
de corrosion, la température critique de piqûration (TCP) ou la température critique de corrosion
caverneuse (TCCC) d’éprouvettes sous forme de plaques, mais n’abordent pas d’autres géométries ni les
corrélations entre la résistance à la corrosion et les géométries.
Il est important que la température d’amorçage de la corrosion caverneuse soit mesurée sur des
produits de géométrie cylindrique pour des alliages à haute résistance à la corrosion, allant des aciers
inoxydables courants (série 300) aux aciers super inoxydables (aciers inoxydables fortement alliés).
Le présent document fournit une méthode d’essai permettant de mesurer la résistance à la corrosion
caverneuse pour des géométries cylindriques telles que, par exemple, des tubes/plaques tubulaires
d’échangeurs de chaleur, des tuyaux/supports de tuyauterie, des brides/couplages, des boulons/écrous,
etc., utilisés dans les installations industrielles. Il peut être utilisé comme ligne directrice, proposant
des critères de sélection pour les matériaux de tels composants.
La plupart des essais de corrosion caverneuse sont réalisés conformément à certaines normes, mais
les méthodes d’essai correspondantes recourent à une géométrie plane sur laquelle est formée une
crevasse artificielle, et révèlent des températures critiques de corrosion caverneuse différentes de
celles de géométries cylindriques présentant une crevasse. Par conséquent, les résultats de ces essais
ont suscité des polémiques dans les secteurs concernés. On a découvert qu’il était possible que des
éprouvettes plates et des éprouvettes cylindriques présentent des TCCC identiques en appliquant un
couple approprié aux éprouvettes cylindriques.
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NORME INTERNATIONALE ISO 19280:2017(F)
Corrosion des métaux et alliages — Mesure de la
température critique de corrosion caverneuse de crevasses
de géométries cylindriques dans une solution de chlorure
ferrique
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthodologie à appliquer pour classer, selon leur résistance à
la corrosion par crevasse, des aciers inoxydables et des alliages apparentés, lorsque ceux-ci sont
exposés à une solution chlorurée oxydante. Le présent document permet, pour des éprouvettes sous
forme de tubes/tiges, de mesurer des températures critiques de corrosion caverneuse égales à celles
d’éprouvettes sous forme de plaques faites du même matériau; cela est réalisé par amorçage chimique
de corrosion caverneuse, et non selon la méthode électrochimique de l’ISO 18070. La méthode d’essai
décrite dans le présent document définit l’appareillage et le mode opératoire à utiliser pour mesurer la
température d’amorçage de la corrosion caverneuse dans des tuyaux et des tubes, à l’aide d’éprouvettes
cylindriques. Il a été démontré que la présente méthode peut également s’appliquer aux éprouvettes
sous forme de plaques.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 8044 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http: //www .iso .org/obp
3.1
température critique de corrosion caverneuse
TCCC
température minimale requise pour susciter une attaque caverneuse d’une profondeur de corrosion
d’au moins 0,025 mm sur la surface externe d’une éprouvette placée sous le dispositif initiateur de
crevasse (3.2), l’attaque des bords n’étant pas prise en compte
Note 1 à l'article: Valeur mesurée en degrés Celsius.
3.2
dispositif initiateur de crevasse
partie du montage d’essai de corrosion par crevasse permettant d’induire une corrosion caverneuse
par contact avec une éprouvette d’essai, en appliquant des couples définis
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ISO 19280:2017(F)
4 Principes généraux
4.1 Objectif
Le présent document décrit des essais de laboratoire visant à mesurer la TCCC d’aciers inoxydables
et d’alliages à haute résistance à la corrosion présentant des géométries cylindriques (y compris en
arc de cercle) ou en forme de plaques planes, en contact avec des solutions chlorurées oxydantes. Les
crevasses sur éprouvettes de géométrie cylindrique reproduisent les crevasses fréquemment observées
sur les tubes/plaques tubulaires des échangeurs de chaleur ou sur les tuyaux/supports de tuyauterie,
brides/couplages, boulons/écrous, etc., utilisés dans les installations industrielles. Des différences de
TCCC ont été constatées entre des éprouvettes d’un même matériau selon qu’elles se présentent sous
forme de plaques ou sous forme cylindrique, ce qui nécessite de mesurer la TCCC sur des tuyaux et
tubes effectivement en service ou en cours de fabrication. Le présent document vise à classer, selon leur
résistance à la corrosion par crevasse, des aciers inoxydables et des alliages apparentés, en éliminant
les facteurs géométriques (tube, tige ou plaque) et dimensionnels (rayon de courbure), lorsque ces
matériaux sont exposés à une solution chlorurée oxydante.
4.2 Essai d’immersion
4.2.1 Généralités
Les solutions contenant des chlorures, par exemple les solutions de chlorure ferrique ou de chlorure
ferrique acidifié, sont utiles pour la détermination de la vitesse de corrosion localisée. La présente
méthode d’essai nécessite du chlorure ferrique à 6 % en fraction massique ou une solution de chlorure
ferrique à 6 % en fraction massique + une solution de HCl à 1 % en fraction volumique. Le dispositif
initiateur de crevasse est essentiel pour provoquer la corrosion caverneuse et ses dimensions doivent
être adaptées aux divers tuyaux et tubes. Les dispositifs initiateurs de crevasse artificielle, associés
à une éprouvette, doivent être totalement immergés dans la cellule d’essai. Le volume de solution à
2
utiliser, déterminé en fonction de la surface de l’éprouvette, doit être d’au moins 500 ml/dm .
4.2.2 Mesurages de la TCCC en cellule d’essai unique
La température critique de corrosion caverneuse, température à laquelle on observe un amorçage de
la corrosion caverneuse, doit être mesurée pour une éprouvette à partir d’une température donnée.
Après 24 h d’immersion, l’éprouvette est retirée pour inspection de la corrosion caverneuse. Si aucune
corrosion caverneuse n’est amorcée, on doit alors soumettre à essai une éprouvette différente en
augmentant la température de 5 °C par rapport à celle de l’essai précédent. L’essai doit être répété en
augmentant la température par paliers de 5 °C jusqu’à l’amorçage d’une corrosion caverneuse. Pour
chaque température, toutes les éprouvettes doivent être issues du même produit ou d’une coulée
identique d’un matériau brut, et présenter la même géométrie.
4.2.3 Mesurages de la TCCC en cellules d’essai multiples
Les essais de 4.2.2 peuvent être réalisés simultanément avec des cellules d’essai multiples, dans
lesquelles chaque éprouvette est immergée à une température différente, ceci afin d’accélérer le
déroulement des essais. Toutes les éprouvettes doivent être issues du même produit ou d’une coulée
identique d’un matériau brut, et présenter la même géométrie. Les caractéristiques du couple appliqué
pour chaque éprouvette doivent être les mêmes si les éprouvettes présentent le même rayon de
courbure.
4.3 Critère de définition de la TCCC
La solution de chlorure ferrique utilisée dans le présent document constitue un milieu fortement oxydant
et corrosif, entraînant la corrosion par piqûres ou la corrosion caverneuse d’alliages à haute résistance
à la corrosion. Bien que le pesage d’une éprouvette avant et après l’essai permette de démontrer
l’amorçage du processus de corrosion caverneuse, on ne peut pas accorder beaucoup de crédit à ces
résultats, car la solution d’essai, très corrosive, est susceptible d’inopportunément corroder les bords de
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 19280:2017(F)
l’éprouvette. Le critère de définition de la TCCC, telle que décrite en 3.1, est la température la plus basse
à laquelle une profondeur de corrosion d’au moins 0,025 mm est observée sur la surface de l’éprouvette
située sous le dispositif initiateur de crevasse, l’attaque des bords n’étant pas prise en compte.
5 Appareillage
5.1 Montage d’essai de corrosion par crevasse
Tel qu’illustré à la Figure 1, l’armature du montage d’essai de corrosion par crevasse est en titane, métal
présentant une résistance très élevée à la corrosion par piqûres ou caverneuse. Les crevasses doivent
être formées avec des pièces adaptées telles qu’illustrées aux Figures 2 à 5, afin d’éviter toute corrosion
galvanique qui serait provoquée par un contact entre l’éprouvette et l’armature en titane.
Placer au préalable, sur la
...
Questions, Comments and Discussion
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