Les vis de robinet « inox » fissurées : 9 % de chrome, 16 % de manganèse et un champ de spécification qui indique Not available

Sept vis

Les vis fixaient le chapeau d’un robinet-vanne à tige montante (OS&Y) de 6 pouces, dans le réseau déluge de protection incendie de l’usine. Le corps était en fonte grise ASTM A126 Class B, avec quatre vis de chapeau. L’environnement était une atmosphère marine humide et saline, et la teneur en chlorures de l’eau de refroidissement était proche de sa limite de 300 ppm.

Les enquêteurs en ont reçu sept : deux rompues au congé sous tête, deux fissurées au même endroit, trois apparemment intactes. Têtes, rondelles et écrous étaient peints en rouge ; les tiges portaient une couche de rouille brun foncé.

Quatre chiffres dans la composition

Aucun nickel n’est indiqué. Les écrous contenaient 14 % Mn et 11 % Cr, les rondelles 14 % Mn et 13 % Cr. L’article classe la matière parmi les aciers TWIP, des aciers austénitiques à haute teneur en manganèse durcis par maclage de déformation.

L’ISO 3506-1:2020, paragraphe 3.5, définit l’acier inoxydable comme un acier contenant au moins 10,5 % de chrome et au plus 1,2 % de carbone. 9,10 % reste en dessous. L’écrou et la rondelle franchissent le seuil ; la vis, non. Les recommandations du même article parlent pourtant de « composants en acier inoxydable à haute résistance » (traduction).

Le champ de spécification : Not available

Le tableau 1 de l’article présente les conditions de service. Sa première ligne, la matière des vis, écrous et rondelles, indique Not available, tout comme la ligne des contraintes. Les enquêteurs disposaient de pièces, pas d’une spécification, et la seule base pour identifier la matière était leur propre analyse. Des vis neuves de même composition montrent que les vis ont été achetées ainsi ; ce n’est pas apparu en service.

Pour les achats, c’est la partie utile. Une commande qui ne cite ni norme ni nuance ne peut pas être en défaut sur ce qui arrive, puisqu’il n’existe rien à quoi le comparer. Sur une autre page, ce site a montré comment le nom d’atelier de l’inox désigne déjà plus d’une matière (un nom, trois matières) ; cet article décrit une vis qui en a l’apparence et se situe hors de la définition.

Où les fissures ont commencé

Toutes les fissures se trouvaient au même endroit, au congé sous tête et au collet, et partaient de piqûres de corrosion. Les piqûres se sont formées dans l’interstice entre la tête et la rondelle et l’écrou situés dessous, où le sel de l’air s’accumulait ; l’article signale aussi la corrosion galvanique du corps en fonte, moins noble. Les fissures ont progressé perpendiculairement à la contrainte de traction due au serrage.

Le congé est aussi la zone la plus dure. Formée à froid et non traitée thermiquement, la surface de la tête mesurait environ 435 HV, le congé environ 470 HV, le cœur de la tige environ 225 HV. Les faciès de rupture montraient des cupules, du quasi-clivage et une fissuration intergranulaire, et l’article conclut à une corrosion sous contrainte par les chlorures assistée par fragilisation par l’hydrogène. L’essai de traction a donné une limite d’élasticité de 514 MPa et une résistance à la traction de 690 MPa.

Interstice, congé et zone la plus dure coïncident. Dans le rappel de vis de direction chez VW, rédigé le même jour, la rupture signalée se situait elle aussi à la tête, elle aussi après une entrée d’humidité autour de la vis.

Les trois recommandations de l’article

Premièrement : en milieu marin, tenir compte de l’effet du NaCl sur les composants inoxydables à haute résistance lors du choix de la matière. Deuxièmement : appliquer une précharge appropriée à chaque vis ; sans maîtrise, fissures de fatigue, fretting et serrage excessif s’ensuivent. Troisièmement : envisager des vis avec un plus grand rayon de congé sous tête.

Un acheteur peut en ajouter une quatrième : inscrire la norme et la nuance sur la commande, par exemple ISO 3506-1 A4-70, demander un certificat matière à la réception (Comment lire un certificat matière) et analyser la composition en cas de doute. Celle-là ne figure pas dans l’article ; elle découle du champ Not available.

Ce que cette page ne peut pas conclure

L’article ne nomme ni le fabricant ni la provenance des vis, et cette page ne fait pas de supposition. Les 690 MPa ne sont comparés à aucune classe de qualité inox, car l’article ne dit pas selon quelle nuance les vis ont été achetées. C’est un cas isolé, qui ne dit rien de la composition des fixations inox en général. Seul le paragraphe 3.5 de l’ISO 3506-1 est cité ; son tableau de composition se trouve hors de l’aperçu public.

Cet article traite de l’étape 6 : documentation. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.

Questions fréquentes

Une vis à 9 % de chrome est-elle en acier inoxydable ?

Pas au sens de l’ISO 3506-1:2020, paragraphe 3.5, qui définit l’acier inoxydable par au moins 10,5 % de chrome et au plus 1,2 % de carbone. L’analyse de défaillance classe la matière parmi les aciers TWIP à haute teneur en manganèse (15,8 % Mn, 1,70 % Cu, pas de nickel), même si ses recommandations parlent encore de composants inoxydables à haute résistance.

Pourquoi les vis du robinet se sont-elles fissurées ?

Selon l’article, les fissures sont parties de piqûres de corrosion dans l’interstice entre la tête de vis, la rondelle et l’écrou, au congé sous tête et au collet, là où le sel de l’air marin s’accumulait, avec une corrosion galvanique due au corps en fonte. Le congé était la zone la plus dure, à environ 470 HV. La conclusion : corrosion sous contrainte par les chlorures assistée par fragilisation par l’hydrogène.

Références

• El-Zomor et al. (2025) — Failure analysis of bolts in deluge valve bonnet in cooling tower system in petrochemical plant, Scientific Reports 15:14133 (open access)
• ISO 3506-1:2020 — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners, Part 1. Clause 3.5 (public preview)
• Une vis inox 304 cède d’abord sous l’écrou — l’interstice mesuré à part

L’article a été lu en entier ; les valeurs des tableaux 1 et 2, la dureté, les résultats de traction et les conclusions sont reproduits tels que publiés. Il a été trouvé par un collecteur d’articles scientifiques lancé le 2026-10-02 (corrosion des fixations, accès libre). Seule la définition du paragraphe 3.5 de l’ISO 3506-1 est citée.