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Prévention de la corrosion

Prévention de la corrosion

La corrosion : un phénomène omniprésent, problématique et évitable

La corrosion – c'est-à-dire la dégradation des matériaux industriels, en général des métaux, par réaction chimique avec le milieu environnant – est un problème qui coûte extrêmement cher. Or, les dégâts provoqués par la corrosion peuvent être en grande partie évités. Il suffit pour cela de savoir ce que l’on cherche et de prendre quelques mesures de prévention simples.

Presque tous les matériaux de fabrication utilisés dans le monde sont sujets à la corrosion, mais uniquement dans certaines circonstances. Certaines mesures permettent d’éviter la corrosion dans les applications pétrolières et gazières, offshore en particulier, ce qui nécessite de comprendre le phénomène et ses causes. La capacité des opérateurs de machines et de systèmes à repérer visuellement la corrosion – et à savoir où chercher une corrosion invisible – avant que celle-ci ne cause un problème plus important, permet de limiter les risques sur les plates-formes et dans les raffineries, ce qui, dans de nombreux cas, engendre un gain de temps et d’argent important.

Identifier les types de corrosion courants

Les tubes en acier inoxydable font partie des nombreux produits pour lesquels la prévention de la corrosion peut faire une différence. Les systèmes à tubes sont utilisés dans l’instrumentation de process et l’instrumentation analytique, les conduites hydrauliques, les applications de contrôle et les équipements sanitaires. Toute défaillance mécanique due à la corrosion – fuite de fluide ou de produit chimique au niveau d’un tube — peut rendre l’environnement de travail dangereux, donner lieu au dégagement d’émissions toxiques, dans le pire des cas, entraîner une panne catastrophique du système. Les tubes en acier inoxydable sont principalement touchés par deux formes de corrosion : la corrosion par piqûre et la corrosion caverneuse.

Corrosion par piqûre

La corrosion par piqûre d’un métal se produit lorsque sa couche protectrice – par exemple, la fine couche d’oxyde de chrome qui recouvre les aciers inoxydables et les alliages de nickel – se brise, ce qui permet aux atomes métalliques désormais exposés de céder facilement leurs électrons, entraînant ainsi le phénomène de corrosion. Cette réaction électrochimique déclenche la formation de minuscules piqûres. La réaction se poursuit dans les piqûres qui se creusent jusqu'à pénétrer entièrement la paroi du tube. Dans les composants soumis à des contraintes, les piqûres peuvent aussi provoquer des fissures. Les métaux exposés à de fortes concentrations en ions chlorures – notamment dans les environnements où s’évaporent des gouttelettes d’eau salée préalablement déposées sur le métal – sont plus sujets à la corrosion par piqûre, en particulier si la température est élevée, car ces conditions favorisent la rupture de la couche d’oxyde protectrice. Dans le cadre d’une surveillance de la corrosion, on recherchera des dépôts bruns rougeâtres d’oxyde de fer et des piqûres qui auront pu se former sur une surface métallique.

crevice corrosion



Corrosion caverneuse

De la même façon, la corrosion caverneuse commence avec la rupture de la couche d’oxyde protectrice et se poursuit avec la formation de profondes alvéoles. Contrairement à la corrosion par piqûre qui est visible, la corrosion caverneuse se produit dans des crevasses, c'est-à-dire sur une surface métallique en contact avec une autre surface.





Corrosion galvanique

La corrosion galvanique se produit quand deux métaux différents entrent en contact l’un avec l’autre en présence d’un électrolyte, c’est-à-dire d’un fluide conducteur du courant comme l’eau de mer. La corrosion galvanique provoque des piqûres et dégrade le métal le moins noble (c’est-à-dire celui dont le potentiel d'oxydoréduction du couple oxyde/métal est le plus faible).

stress corrosion cracking


Corrosion fissurante due aux ions chlorures

En milieu marin, certains alliages sont sensibles à la corrosion fissurante due aux ions chlorures. Ces ions réagissent avec le matériau à des endroits soumis à une contrainte de traction localisée, par exemple, à l’extrémité d’une fissure où ces contraintes sont les plus fortes. Cette fragilisation est dangereuse, car elle peut entraîner la destruction d'un composant à des niveaux de contraintes très inférieurs à la limite d'élasticité d'un alliage.




Prévention de la corrosion

En apprenant quelques notions de base, votre personnel sera en mesure de limiter la corrosion dans de nombreuses situations. Plusieurs points importants sont examinés ci-dessous.

Choix des matériaux

Tout d’abord, les matériaux utilisés dans des systèmes à tubes – pour les tubes eux-mêmes, mais aussi les supports et les colliers – doivent être choisis correctement. Les tubes en acier inoxydable 316 conviennent à de nombreuses installations, tant qu’ils restent propres et que la température n’est pas trop élevée. La corrosion des tubes en acier inoxydable 316 se rencontrera davantage dans les climats chauds, en particulier dans les endroits où des dépôts de sel se forment facilement et ne peuvent être ôtés, ainsi que les installations où la rouille provenant de poutres et de planchers en acier au carbone s’accumule sur des surfaces en acier inoxydable.

Pour ces situations, des tubes en acier inoxydable superausténitique ou superduplex offrent une bien meilleure résistance à la corrosion. Avec une limite d’élasticité et une résistance à la traction supérieures, l’acier inoxydable superduplex facilite également la construction de systèmes conçus pour supporter une pression de service maximale admissible élevée.

Lors du montage des tubes, le recours à des bandes de support doit être évité car la surface de contact relativement importante entre la bande et les tubes factorise la formation d’une solution corrosive et l’apparition d’une corrosion caverneuse. Dans ce secteur, on s’oriente de plus en plus vers l’utilisation de colliers pour tubes. Cela permet de réduire la surface de contact entre le tube et le dispositif de maintien et facilite également l’inspection visuelle des tubes.

Emplacement et conception

Deux points essentiels doivent être pris en compte lors de la conception du système pour prévenir la corrosion : limiter au maximum, d’une part, les endroits où pourrait apparaître une corrosion caverneuse, et d’autre part, les zones de contact entre des métaux non compatibles sensibles à la corrosion galvanique. Une façon de limiter les crevasses dans un système à tubes consiste à éviter de placer directement les tubes contre un mur ou l’un contre l'autre. Lorsque l’on observe une corrosion caverneuse sur des tubes en acier inoxydable 316, on peut alors remplacer ces tubes par des tubes fabriqués dans un métal plus résistant à la corrosion, qui pourront être montés avec des raccords en acier inoxydable 316 peu coûteux. Swagelok propose plusieurs combinaisons associant des raccords en acier inoxydable 316 et des tubes fabriqués dans divers alliages.

Programmes de formation à la corrosion

Au-delà de ces mesures simples, une meilleure approche consiste à suivre une formation approfondie et à mettre en œuvre un solide programme de contrôle régulier de la corrosion. Parce qu’une formation théorique et une expérience pratique peuvent être d’une grande utilité pour des opérateurs et des techniciens, Swagelok propose à ses clients une formation à la corrosion. Et s’il est courant pour une entreprise de recourir aux services d’un expert en corrosion, il est tout aussi courant de constater que ce savoir ne se diffuse pas dans l’ensemble de l’entreprise. L’acquisition de connaissances de base sur la corrosion – son aspect, sa localisation, ses causes – par ceux qui travaillent au quotidien sur des systèmes à tubes peut éviter de nombreux problèmes. Commencer à économiser des ressources en examinant de plus près vos systèmes fluides – en particulier dans ses parties peu visibles.

La corrosion : un phénomène relativement simplescience of corrosion

Qu'est-ce que la corrosion exactement ? La plupart des métaux usinés utilisés dans les applications pétrolières et gazières sont obtenus à partir de minerais ou d’autres composés naturels, dont la transformation pour aboutir au matériau final souhaité – l’acier inoxydable par exemple – consomme une grande quantité d’énergie. Le phénomène de corrosion se produit lorsque les métaux perdent cette énergie et retrouvent un état plus stable, comparable à celui qui était le leur dans la terre lors de leur extraction.

Les aciers inoxydables contiennent généralement une quantité de chrome suffisante pour former une couche d’oxyde protectrice, ce qui réduit grandement la propension naturelle de ces métaux à se corroder. La corrosion survient toutefois lorsque les conditions ambiantes provoquent une dégradation de cette couche protectrice. Le processus peut se résumer ainsi :

Le fer (et donc l’acier) réagit avec l’eau et l’oxygène – deux substances présentes dans la plupart des milieux naturels – pour former des hydroxydes de fer (rouille). En formant la rouille, l’atome de métal perd un ou plusieurs de ses électrons et disparaît en tant que métal. La perte de matière qui s’ensuit a pour effet de réduire l’épaisseur des aciers au carbone ou faiblement alliés, qui sont alors touchés par une corrosion généralisée susceptible de causer des problèmes mécaniques.