Un boulon inox 304 cède d’abord sous l’écrou : l’interstice est descendu à pH 3 à 4

Comment l’expérience était montée

Les chercheurs ont utilisé des boulons et des écrous M22 en acier inoxydable 304. Certaines paires ont été immergées assemblées. Ils ont aussi découpé dans les boulons des éprouvettes planes et réalisé deux électrodes de même surface : l’une dans un interstice artificiel formé par un joint en PTFE de 250 µm, si bien que peu de solution l’atteignait, l’autre exposée à la solution libre. Les deux étant reliées, on a mesuré le courant qui circulait entre elles.

0,06 M correspond à environ 3,5 g de sel par litre, soit environ 0,35 %, un dixième de la solution saline à 3,5 % souvent utilisée pour représenter l’eau de mer. Cette comparaison est un calcul de ce site, pas de l’article.

Au bout de 30 jours, l’interstice était acide

Les deux électrodes ont commencé dans le domaine passif, à environ −0,20 V par rapport à Ag/AgCl. L’électrode exposée est ensuite montée lentement à mesure que son film passif croissait ; celle de l’interstice a baissé pendant les 5 premiers jours puis s’est stabilisée. La plus grande différence de potentiel était d’environ 0,40 V, ce que l’article juge suffisant pour entretenir une corrosion galvanique : l’interstice comme anode, la zone exposée comme cathode, avec un sens du courant inchangé pendant tout l’essai.

La solution de l’interstice est passée de pH 6,8 à 3 à 4. L’oxygène ne peut pas y entrer, les ions métalliques dissous s’hydrolysent, les chlorures migrent pour équilibrer les charges, et l’acidification s’auto-entretient. L’article ajoute que les ions hydrogène réduits dans l’interstice forment de l’hydrogène et « peuvent conduire à une fragilisation par l’hydrogène » (traduction) ; c’est une déduction, pas une mesure de cet essai.

L’analyse de surface concorde : sur la surface exposée, le film comptait 55 % d’oxyde et 30 % d’hydroxyde ; dans l’interstice, 41 % d’oxyde et 55 % d’hydroxyde. Moins d’oxyde signifie un film plus mince et moins protecteur.

À quoi ressemblaient les vrais boulons

Sur les paires boulon-écrou immergées, le filet exposé ne montrait que de légères traînées et aucune piqûre évidente. Le filet engagé dans l’écrou présentait une corrosion localisée aux sommets, sur les flancs et en fond de filet, sous forme de piqûres elliptiques peu profondes de plus de 10 µm. Un boulon 304 qui paraît propre de l’extérieur peut être endommagé là où l’on ne voit rien tant que l’écrou n’est pas retiré.

L’analyse de défaillance d’un boulon de vanne rédigée le même jour est un cas de terrain : les fissures sont parties de l’interstice entre la tête et la rondelle, où s’accumulait le sel de l’air marin. Sous l’écrou et sous la tête, c’est la même géométrie.

Ce que cela signifie pour qui spécifie des fixations

L’inspection ne peut pas s’arrêter au filet exposé. L’absence de rouille à l’extérieur ne signifie pas l’absence de rouille dans la zone engagée ; pour le savoir, il faut retirer l’écrou.

Un interstice est une affaire de géométrie ; le matériau ne change que le degré. Les trois moteurs identifiés par l’article, l’oxygène inégalement réparti, une solution différente à l’intérieur et à l’extérieur, et des surfaces actives par opposition à passives, viennent tous du fait qu’une partie du boulon est recouverte. Seul le 304 a été essayé ; ce site n’en déduit pas à quel point l’A4 ferait mieux (A2 ou A4 ?).

Ce que cette page ne peut pas conclure

Il s’agit d’un résultat de laboratoire sur 30 jours, en eau salée diluée, avec un interstice artificiel, qui ne peut pas être converti en durée de service. Le pH 3 à 4 est celui de la solution de l’interstice artificiel, pas une mesure dans la zone engagée d’un vrai boulon. Seul le 304 a été essayé, et aucune mesure de protection ne l’a été. « Peuvent conduire à une fragilisation par l’hydrogène » est une déduction de l’article.

Cet article traite de l’étape 5 : finition. 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

Pourquoi un boulon inox commence-t-il à se corroder dans l’écrou ?

Parce que c’est un interstice. Dans l’expérience de Daniel et al. publiée en 2023, l’oxygène n’atteignait pas la partie d’un boulon 304 recouverte par l’écrou, son film passif s’est affaibli et la solution s’est acidifiée jusqu’à pH 3 à 4 en 30 jours. La différence de potentiel avec la zone exposée a atteint environ 0,40 V, faisant de l’interstice l’anode.

Si l’extérieur d’un boulon n’est pas rouillé, tout va-t-il bien ?

Pas forcément. Dans cette expérience, le filet exposé ne montrait que de légères traînées, alors que le filet engagé présentait sur les flancs et en fond de filet des piqûres de plus de 10 µm. Pour vérifier le filet, il faut retirer l’écrou.

Références

• Daniel et al. (2023) — Synergistic effect of crevice corrosion and galvanic coupling on 304SS fasteners degradation in chloride environments, npj Materials Degradation 7:11 (libre accès)
• Les vis inox rouillent aussi : trois formes, un problème de matériau

L’article a été lu en entier ; conditions d’essai, potentiels, pH et proportions XPS sont tels que publiés. La conversion en 3,5 g/L et la comparaison avec l’eau de mer sont des calculs de ce site. Trouvé lors d’une exécution du collecteur d’articles le 2026-10-02 (corrosion des fixations, libre accès).