ISO 18089:2015

Corrosion of metals and alloys — Determination of the critical crevice temperature (CCT) for stainless steels under potentiostatic control

ISO 18089:2015 describes the procedure for determining the critical crevice temperature (CCT) for stainless steels under potentiostatic control. The principal advantage of the test is the rapidity with which the CCT can be measured in a single test procedure. The CCT, as determined in this International Standard, can be used as a relative index of performance, for example, to compare the relative performance of different grades of stainless steel. The test described in this International Standard is not intended to determine the temperature at which crevice corrosion will occur in service. This method is not intended for materials with critical pitting temperature (CPT) values below 20 °C measured in accordance with ISO 17864, when measured in the same test solution and at the same potential

Corrosion des métaux et alliages — Détermination de la température critique de corrosion caverneuse (TCCC) des aciers inoxydables sous contrôle potentiostatique

ISO 18089:2015 décrit le mode opératoire permettant de déterminer la température critique de corrosion caverneuse (TCCC) des aciers inoxydables sous contrôle potentiostatique. Le principal avantage de l'essai réside dans la rapidité avec laquelle il est possible de mesurer la température critique de corrosion caverneuse en un seul mode opératoire d'essai. La température critique de corrosion caverneuse, déterminée selon la présente Norme internationale, peut servir d'indice relatif de performance, par exemple pour comparer les performances relatives de différentes nuances d'acier inoxydable. L'essai décrit dans la présente Norme internationale n'est pas destiné à déterminer la température à laquelle des crevasses apparaîtront en utilisation. La présente méthode n'est pas destinée aux matériaux dont la température critique de piqûration (TCP), mesurée conformément à l'ISO 17864, dans la même solution d'essai et avec le même potentiel, présente des valeurs inférieures à 20 °C.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 04-Nov-2015
• ICS: 77.060 - Corrosion of metals
• Technical Committee: ISO/TC 156 - Corrosion of metals and alloys
• Drafting Committee: ISO/TC 156/WG 11 - Electrochemical test methods
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 09-Mar-2021

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18089
First edition
2015-11-01
Corrosion of metals and alloys —
Determination of the critical crevice
temperature (CCT) for stainless steels
under potentiostatic control
Corrosion des métaux et alliages — Détermination de la température
critique de corrosion caverneuse (TCCC) des aciers inoxydables sous
contrôle potentiostatique
Reference number
ISO 18089:2015(E)
©
ISO 2015

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ISO 18089:2015(E)

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ISO 18089:2015(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Equipment . 2
6 Procedure. 3
6.1 Preparation of reference electrodes . 3
6.2 Preparation of specimen. 3
6.3 Preparation of solution . 4
6.4 Setting up the test . 4
6.5 Ending test . 5
7 Assessment of results . 5
8 Test report . 5
Annex A (informative) Examples of how the connections of the electrode can be made .7
Annex B (normative) Schematic representation of different crevice formers used
for CCT-measurements . 8
Annex C (normative) Calibration of specimen temperature vs. solution temperature if a
specimen holder is used .11
Annex D (informative) Potential difference of selected reference electrodes at 25 °C with
respect to the standard hydrogen electrode (SHE).12
Bibliography .13
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ISO 18089:2015(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 meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.
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ISO 18089:2015(E)

Introduction
Stainless steel is susceptible to pitting corrosion, crevice corrosion, and stress-corrosion cracking,
etc., although it is used as generally corrosion-resistant material. The basic methodology for testing
localized corrosion was first standardized in ASTM G 150. This method describes the susceptible to
pitting corrosion and it is also standardized in ISO 17864. In this International Standard, the susceptible
to crevice corrosion is examined. This is performed by recording the electrochemical critical crevice
corrosion temperature for a material using a specific crevice former. Crevice corrosion phenomenon is
generally of a random nature and therefore these measurements require at least a couple of values.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18089:2015(E)
Corrosion of metals and alloys — Determination of the
critical crevice temperature (CCT) for stainless steels
under potentiostatic control
1 Scope
This International Standard describes the procedure for determining the critical crevice temperature
(CCT) for stainless steels under potentiostatic control.
The principal advantage of the test is the rapidity with which the CCT can be measured in a single test
procedure. The CCT, as determined in this International Standard, can be used as a relative index of
performance, for example, to compare the relative performance of different grades of stainless steel.
The test described in this International Standard is not intended to determine the temperature at which
crevice corrosion will occur in service.
This method is not intended for materials with critical pitting temperature (CPT) values below
20 °C measured in accordance with ISO 17864, when measured in the same test solution and at the
same potential
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 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions
ISO 17864, Corrosion of metals and alloys — Determination of the critical pitting temperature under
potientiostatic control
ISO 18070, Corrosion of metals and alloys — Crevice corrosion formers with disc springs for flat specimens
or tubes of stainless steels in corrosive solutions
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044, ISO 17864 and the
following apply.
3.1
critical crevice temperature
CCT
lowest temperature on the surface of the specimen at which stable propagating crevice corrosion
occurs under specified test conditions
Note 1 to entry: The critical crevice corrosion temperature is defined as the temperature of the specimen at
-2
which the current density exceeds a specified value. A recommended value is 10 μA cm , referring to area
exposes in the measurement to make sure that it is above the passive current, for 60 s. A 60 s delay is used in
order to ensure that the observed current increase originates from stable propagating crevice corrosion, and not
[4]
a short-lived current peak.
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3.2
temperature ramp rate
rate at which the temperature of the surface of the specimen is increased during the test
4 Principle
4.1 The test involves increasing the temperature of the surface of the specimen at a specified rate,
while exposing the specimen to a solution and maintaining the potential of the specimen at a specified
value. The temperature of the surface of the specimen is increased by heating the solution.
4.2 The temperature ramp rate, environment and applied potential may be varied, depending on
the material.
5 Equipment
5.1 Experimental set-up is a vessel with immersion heater or a thermostatic bath.
5.1.1 The test specimen, a reference electrode connected appropriately for measuring the electrode
potential, see 5.10, an auxiliary electrode, a port for insertion of a temperature-measuring device and a
facility for stirring the solution in a repeatable manner.
NOTE This can be achieved using a mechanical stirring device, using a peristaltic pump or by bubbling inert
gas through the solution at a controlled rate.
5.1.2 Any part of the test cell or specimen holder that comes into contact with the solution shall be
constructed from an inert material. The connection of the electrode shall be design so no corrosion
occurs in the connection point.
NOTE 1 Examples of how the connections can be made are given in Annex A.
NOTE 2 Polycarbonates, glass, polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (HD-PE) are
suitable materials but styrolic plastics are not allowed.
2
5.1.3 The ratio of the volume of solution in the test cell to the specimen area shall be at least 100 ml/cm
specimen area.
5.2 Potentiostat shall be capable of controlling the electrode potential to within ±1 mV of a preset value.
11
5.3 Electrode potential-measuring instrument with a high input impedance of the order of 10 Ω to
14
10 Ω, to minimize current drawn from the system during measurement. The sensitivity and accuracy of
the instrument shall be sufficient to detect a change of 1,0 mV.
5.4 Current-measuring instruments capable of measuring a current to within 2 % of the actual value.
The current in the circuit is evaluated from the potential drop measured across a known resistor.
NOTE In many potentiostats, this measurement is made internally, but measurements can also be made
externally by locating a resistor in the current line from the auxiliary electrode to the auxiliary connection on
the potentiostat.
5.5 Temperature controller capable of increasing the temperature of the surface of the specimen from
2 °C to 100 °C at a controlled rate. This is achieved by heating or cooling the solution. Above 10 °C, the
average rate of temperature change of the specimen shall be controlled to within ±30 % of the desired
value, where the average is calculated over a temperature range of 10 °C.
NOTE At temperatures above 85 °C, avoid evaporation by suitable equipment.
2 © ISO 2015 – All rights reserved

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5.6 Temperature measurement instrumentation capable of measuring the temperature of the test
solution with an accuracy of ±1 °C.
5.7 Crevice formers or specimen holders of different types can be used in this International Standard.
NOTE Annex B describes examples of different crevice formers and relevant aspects concerning these. Other
different types of crevice formers can be used if relevant parties agree.
5.8 Test solution, commonly containing of chlorides.
5.9 Auxiliary electrode of high-purity platinum or other materials inert to the test solution. The auxiliary
electrode may be constructed in the form of thin foil, a sheet, a rod, or in the form of a gauze. It can also be
supported on a glass frame. The area of the auxiliary electrode shall be at least the area of the specimen.
5.10 Reference electrode shall be maintained at ambient temperature exter
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18089
Première édition
2015-11-01
Corrosion des métaux et alliages —
Détermination de la température
critique de corrosion caverneuse
(TCCC) des aciers inoxydables sous
contrôle potentiostatique
Corrosion of metals and alloys — Determination of the critical crevice
temperature (CCT) for stainless steels under potentiostatic control
Numéro de référence
ISO 18089:2015(F)
©
ISO 2015

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ISO 18089:2015(F)

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ISO 18089:2015(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Matériel . 2
6 Mode opératoire. 3
6.1 Préparation des électrodes de référence . 3
6.2 Préparation de l’éprouvette . 3
6.3 Préparation de la solution . 4
6.4 Réalisation de l’essai . 4
6.5 Fin de l’essai . 5
7 Évaluation des résultats . 5
8 Rapport d’essai . 6
Annex A (informative) Exemples de raccordements de l’électrode . 7
Annex B (normative) Représentation schématique de différents éléments initiateurs
de l’effet de crevasses utilisés pour mesurer la température critique de
corrosion caverneuse . 8
Annex C (normative) Étalonnage de la température de l’éprouvette par rapport à la
température de la solution en cas d’utilisation d’un porte-éprouvette .11
Annex D (informative) Potentiel des électrodes de référence sélectionnées, à 25 °C, par
rapport à l’électrode normale à hydrogène (ENH) . .12
Bibliographie .13
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ISO 18089:2015(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 appelée 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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.
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ISO 18089:2015(F)

Introduction
Bien qu’il soit utilisé en tant que matériau globalement résistant à la corrosion, l’acier inoxydable
est susceptible de corrosion par piqûres, de corrosion caverneuse, de fissuration par corrosion sous
contrainte, etc. La méthodologie de base des essais de corrosion localisée a été normalisée en premier
lieu dans l’ASTM G 150. Cette méthode décrit la susceptibilité à la corrosion par piqûres ; elle est
également normalisée dans l’ISO 17864. La présente Norme internationale examine la susceptibilité
à la corrosion caverneuse. Elle utilise pour cela des essais électrochimiques au cours desquels la
température critique de corrosion caverneuse pour un matériau utilisant un élément initiateur de
l’effet de crevasses spécifique est enregistrée. Le phénomène de corrosion caverneuse est normalement
de nature aléatoire, de ce fait sa mesure nécessite au moins deux valeurs.
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NORME INTERNATIONALE ISO 18089:2015(F)
Corrosion des métaux et alliages — Détermination de la
température critique de corrosion caverneuse (TCCC) des
aciers inoxydables sous contrôle potentiostatique
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale décrit le mode opératoire permettant de déterminer la température
critique de corrosion caverneuse (TCCC) des aciers inoxydables sous contrôle potentiostatique.
Le principal avantage de l’essai réside dans la rapidité avec laquelle il est possible de mesurer la
température critique de corrosion caverneuse en un seul mode opératoire d’essai. La température
critique de corrosion caverneuse, déterminée selon la présente Norme internationale, peut servir
d’indice relatif de performance, par exemple pour comparer les performances relatives de différentes
nuances d’acier inoxydable.
L’essai décrit dans la présente Norme internationale n’est pas destiné à déterminer la température à
laquelle des crevasses apparaîtront en utilisation.
La présente méthode n’est pas destinée aux matériaux dont la température critique de piqûration (TCP),
mesurée conformément à l’ISO 17864, dans la même solution d’essai et avec le même potentiel, présente
des valeurs inférieures à 20 °C.
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 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d’essai
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions
ISO 17864, Corrosion des métaux et alliages — Détermination de la température critique de piqûration des
aciers inoxydables sous contrôle potentiostatique
ISO 18070, Corrosion des métaux et alliages — Dispositif d’essai de corrosion par crevasse avec rondelles
ressort pour échantillons plats ou tubulaires d’acier inoxydable en solution corrosive
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 8044, l’ISO 17864
ainsi que les suivants s’appliquent.
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1

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ISO 18089:2015(F)

3.1
température critique de corrosion caverneuse
TCCC
température la plus basse à la surface de l’éprouvette à laquelle se produit la corrosion caverneuse se
propageant de manière stable, dans des conditions d’essai données
Note 1 à l’article: à l’article : La température critique de corrosion caverneuse est définie comme étant
la température de l’éprouvette à laquelle la densité du courant dépasse une valeur donnée. Il est recommandé
−2
d’utiliser une valeur de 10 μA cm , portant sur l’aire exposée au mesurage, et ce pendant 60 s, afin de s’assurer
que la densité de courant passif est dépassée. Ce délai de 60 s permet de garantir que l’augmentation de courant
observée est bien due à des crevasses se propageant de manière stable et qu’il ne s’agit pas de pics de courant
[4]
transitoires.
3.2
vitesse d’augmentation de la température
vitesse à laquelle la température de la surface de l’éprouvette augmente au cours de l’essai
4 Principe
4.1 L’essai consiste à augmenter la température de la surface de l’éprouvette à une vitesse donnée, tout
en exposant cette éprouvette dans une solution et en maintenant le potentiel de l’éprouvette à une valeur
donnée. La température de la surface de l’éprouvette est augmentée en chauffant la solution.
4.2 La vitesse d’augmentation de la température, le milieu et le potentiel appliqué peuvent varier en
fonction du matériau.
5 Matériel
5.1 Montage expérimental : récipient avec thermoplongeur ou bain thermostatique.
5.1.1 L’éprouvette d’essai, une électrode de référence raccordée de manière appropriée pour permettre
la mesure du potentiel d’électrode, voir 5.10, une électrode auxiliaire, un orifice pour l’insertion d’un
appareil de mesurage de la température et un dispositif pour agiter la solution de manière répétable.
NOTE Pour ce faire, il est possible d’utiliser un agitateur mécanique ou une pompe péristaltique, ou
simplement d’insuffler des bulles de gaz inerte dans la solution, à une vitesse contrôlée.
5.1.2 Toutes les parties de la cellule d’essai ou du porte-éprouvette entrant en contact avec la solution
doivent être fabriquées dans un matériau inerte. Le raccordement de l’électrode doit être conçu de sorte
à éviter toute corrosion au point de raccordement.
NOTE 1 Des exemples de réalisation des raccordements sont donnés à l’Annexe A.
NOTE 2 Les polycarbonates, le verre, le polytétrafluoréthylène (PTFE), le polypropylène (PP) et le polyéthylène
(HD-PE) conviennent, mais les plastiques à base de styrol ne sont pas admis.
5.1.3 Le rapport du volume de solution dans la cellule d’essai à l’aire de l’éprouvette doit être au moins
2
de 100 ml/cm .
5.2 Le potentiostat doit pouvoir contrôler le potentiel d’électrode à ± 1 mV près d’une valeur de consigne.
5.3 Appareil de mesurage du potentiel d’électrode ayant une impédance d’entrée élevée, de l’ordre de
11 14
10 Ω à 10 Ω, afin de réduire au minimum le courant prélevé sur le système au cours du mesurage. La
sensibilité et l’exactitude de l’appareil doivent être suffisantes pour détecter une variation de 1,0 mV.
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO 18089:2015(F)

5.4 Appareils de mesurage du courant, capables de mesurer un courant à 2 % de la valeur réelle. Dans
le circuit, le courant est évalué à partir de la chute de potentiel mesurée sur une résistance connue.
NOTE Sur de nombreux potentiostats, ce mesurage est interne, mais les mesurages peuvent également être
externes, en plaçant une résistance dans la ligne de courant entre l’électrode auxiliaire et son raccordement au
potentiostat.
5.5 Régulateur de température, capable de porter la température de la surface de l’éprouvette de 2 °C
à 100 °C à une vitesse contrôlée, ce qu’on obtient en chauffant ou en refroidissant la solution. Au-dessus
de 10 °C, la vitesse moyenne de variation de température de l’éprouvette doit être contrôlée à ± 30 % de
la valeur recherchée, la moyenne étant calculée sur une plage de températures de 10 °C.
NOTE À des températures supérieures à 85 °C, éviter l’évaporation à l’aide d’un matériel approprié.
5.6 Appareil de mesurage de la température, capable de mesurer la température de la solution d’essai
avec une exactitude de ± 1 °C.
5.7 Éléments initiateurs de l’effet de crevasses ou porte-éprouvettes : différents types peuvent être
utilisés dans la présente Norme internationale.
NOTE L’Annexe B décrit des exemples de différents éléments initiateurs de l’effet de crevasses et donne des
détails importants les concernant. D’autres différents types d’effet de crevasse peuvent être utilisés sous réserve
de l’accord des parties intéressées.
5.8 Solution d’essai, contenant généralement des chlorures.
5.9 Électrode auxiliaire en platine de haute pureté ou autres matériaux inertes vis-à-vis de la solution
d’essai. L’électrode auxiliaire peut se présenter sous forme de film mince, de feuille ou de tige, ou bien
sous forme de gaze. Elle peut également être supportée sur un cadre en verre. L’aire de l’électrode
auxiliaire doit être au moins égale à celle de l’éprouvette.
5.10 L’électrode de référence doit être maintenue à température ambiante à l’extérieur de la cellule
d’essai et raccordée à cette dernière par l’intermédiaire d’une sonde capillaire de type Luggin.
NOTE Une électrode à l’argent/chlorure d’argent est préférable, mais il existe d’autres solutions. Les potentiels
des électrodes Ag/AgCl à 25 °C par rapport à l’électrode normale à hydrogène à 25 °C sont donnés à l’Annexe D.
6 Mode opératoire
6.1 Préparation des électrodes de référence
6.1.1 La différence de potentiel entre l’électrode de référence et deux électrodes de validation doit être
mesurée. Ces électrodes doivent être traçables par rapport à l’électrode normale à hydrogène et être
utilisées et conservées uniquement en vue de la validation. Si la d
...