Study of hydrogen evolution on a vertical 42CD4 carbon steel electrode, using the electrochemical noise method : application to hydrogen embrittlement

Etude du dégagement d'hydrogène sur électrode verticale en acier 42CD4, par la méthode du bruit électrochimique : application à la fragilisation par l'hydrogène

Aïcha Benzaid (1)

1 LISE - Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques

The formation and departure of hydrogen bubbles on an electrode under cathodic loading induce fluctuations in the potential of the electrode. These random fluctuations (electrochemical noise) Δv can be separated into two terms: Δv=ΔReI+Δe, where ΔReI represents the ohmic fall fluctuations due to the fluctuations of the active surface of the electrode skimmed by bubbles, and e fluctuations in faradic potential due to local fluctuations in electrochemical processes at the metal-electrolyte interface. In this work, we studied the stochastic behavior of a steel electrode 42CD4 in acid medium, under cathodic polarization, first in the absence of stress, then subjected to a static tensile stress. For this, we simultaneously measured the fluctuations of the potential of the electrode Δv and the electrolyte resistance ΔRe of the electrochemical cell, which allows to obtain the fluctuations of ohmic fall ΔReI and faradic potential Δe. In the absence of stress, we studied the gaseous release of hydrogen, characterized the origin of fluctuations (ohmic and faradic) and studied their evolution according to experimental parameters (current density, dissolved oxygen in the electrolyte, metal state).

La formation et le départ des bulles d'hydrogène sur une électrode sous chargement cathodique induisent des fluctuations du potentiel de l'électrode. Ces fluctuations aléatoires (bruit électrochimique) Δv peuvent être séparées en deux termes: Δv=ΔReI+Δe, où ΔReI représente les fluctuations de chute ohmique dues aux fluctuations de la surface active de l'électrode écrantée par les bulles, et e les fluctuations de potentiel faradique dues aux fluctuations locales des processus électrochimiques a l'interface métal-électrolyte. Au cours de ce travail, nous avons étudie le comportement stochastique d'une électrode d'acier 42CD4 en milieu acide, sous polarisation cathodique, d'abord en l'absence de contrainte, puis soumis a une contrainte de traction statique. Pour cela, nous avons mesure simultanément les fluctuations du potentiel de l'électrode Δv et de la résistance d'électrolyte ΔRe de la cellule électrochimique, ce qui permet d'obtenir les fluctuations de chute ohmique ΔReI et du potentiel faradique Δe. En l'absence de contrainte, nous avons étudié le dégagement gazeux d'hydrogène, caractérisé l'origine des fluctuations (ohmique et faradique) et étudié leur évolution en fonction des paramètres expérimentaux (densité de courant, oxygène dissous dans l'électrolyte, état du métal).

Mots clés: Electrochemical noise; Metals-Hydrogen content; Electrochemical corrosion

Mots clés: Bruit électrochimique; Métaux-Teneur en hydrogène; Corrosion électrochimique

Domaines: Chimie

Aïcha Benzaid. Etude du dégagement d'hydrogène sur électrode verticale en acier 42CD4, par la méthode du bruit électrochimique : application à la fragilisation par l'hydrogène. Chimie. Ecole Centrale de Paris, 1992. Français. ⟨NNT : 1992ECAP0234⟩. ⟨tel-04546888⟩