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Corrosion par piqûres et corrosion caverneuse : savoir les différencier

Corrosion par piqûres et corrosion caverneuse: savoir les différencier

25 juin 2019 | Behram Ginwalla, directeur produit

La corrosion – c'est-à-dire la dégradation des matériaux industriels par réaction chimique avec le milieu environnant – est un problème qui coûte extrêmement cher. Les dommages causés par la corrosion non contrôlée sur les systèmes de tuyauteries exploités en mer ou sur le littoral sont une cause majeure de pertes de profits qui se chiffrent en milliards chaque année. La corrosion peut être évitée à condition de savoir la reconnaître et de prendre des mesures préventives avant qu'il ne soit trop tard. 

Presque tous les métaux utilisés dans le monde sont sujets à la corrosion dans certaines circonstances. Des mesures peuvent être prises pour éviter la corrosion dans les installations pétrolières et gazières, en particulier les installations offshore. Ces mesures nécessitent d’avoir une connaissance élémentaire des différents types de corrosion et des facteurs qui en sont à l’origine. Savoir où rechercher les signes d’une corrosion permet de limiter les risques sur des plates-formes pétrolières et dans des raffineries avec des économies de temps et d'argent substantielles à la clé.

Vous voulez trouver les bons matériaux pour une installation exploitée en mer ou sur le littoral ? Prenez des mesures pour lutter contre la corrosion en consultant le guide de Swagelok pour choisir des matériaux.

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Comment se produit la corrosion

La corrosion se produit lorsqu’un atome de métal est oxydé par un fluide, entraînant une perte de matière sur une surface métallique. Cette perte de matière a pour effet de réduire l’épaisseur des parois des composants en acier au carbone ou faiblement alliés qui sont alors touchés par une corrosion généralisée susceptible de causer des problèmes mécaniques.

Des systèmes de tubes métalliques sont souvent utilisés pour l’instrumentation analytique et l’instrumentation de process, les conduites hydrauliques, les applications de contrôle et les équipements sanitaires. De nombreux composants utilisés dans les installations pétrolières et gazières sont fabriqués dans un acier inoxydable contenant plus de 10 % de chrome. Le chrome favorise la formation d’une couche d'oxyde qui protège le métal de la corrosion. La corrosion des aciers inoxydables survient toutefois lorsque les conditions ambiantes provoquent une dégradation de cette couche protectrice.  

Presque tous les métaux se corrodent dans certaines conditions. Par exemple, la rouille – sous-produit courant de la corrosion de l’acier au carbone – est un oxyde qui apparaît lorsque le fer se corrode. Il existe toutefois de nombreux autres types de corrosion. Or, chaque type de corrosion comporte un risque qui doit être évalué de manière à choisir le matériau le mieux adapté à votre application.

Savoir reconnaître les types de corrosion courants

Plusieurs types de corrosion peuvent causer de gros dégâts sur des installations pétrolières et gazières. Parmi ceux-ci, nombreux sont ceux qui sont propres à l’environnement et à la composition chimique du métal. Dans ce qui suit, nous allons nous concentrer sur deux formes principales de corrosion localisée de l'acier inoxydable : la corrosion par piqûres et la corrosion caverneuse.

La corrosion par piqûres

localized pitting corrosionLa corrosion par piqûres se produit lorsque la couche protectrice d’oxyde présente sur la surface de l’acier inoxydable se dégrade, le métal pouvant alors perdre des électrons.  Cette réaction électrochimique déclenche la formation de petites cavités ou « piqûres ».

Ces piqûres, généralement décelables en procédant à un examen visuel approfondi, peuvent devenir suffisamment profondes pour perforer entièrement la paroi d’un tube. La corrosion par piqûres peut également faciliter l’apparition de fissures dans des composants soumis à des contraintes de traction. Une forte concentration en ions chlorures – créée notamment par l’évaporation de gouttelettes d'eau salée déposées sur une surface – favorisent la corrosion par piqûres, en particulier à des températures élevées. 

Lorsque l'on examine un tube métallique pour y trouver les signes d’une corrosion par piqûres, on recherchera des dépôts bruns rougeâtres d’oxyde de fer ainsi que la présence éventuelle de cavités qui auront pu se former sur la surface du métal. 

La corrosion caverneuse

localized crevice corrosionTout comme la corrosion par piqûres, la corrosion caverneuse commence avec la dégradation de la couche d’oxyde qui protège l’acier inoxydable et se poursuit avec la formation de cavités peu profondes. Cependant, comme son nom l'indique, la corrosion caverneuse se produit dans des anfractuosités et non à la surface. 

Dans un système fluide, des anfractuosités sont généralement présentes entre les tubes et les supports ou les colliers qui les soutiennent, entre deux tronçons de tube adjacents ou sous la boue ou les dépôts qui ont pu s’accumuler sur des surfaces. Pratiquement inévitables, ces anfractuosités, lorsqu'elles sont étroites, constituent l’un des principaux dangers pour l’intégrité des aciers inoxydables. La corrosion caverneuse se produit lorsque de l'eau de mer se diffuse dans une anfractuosité où elle crée un milieu chimiquement agressif dont les ions responsables de la corrosion peuvent difficilement s’extraire. Dans cette situation, c’est toute la surface à l'intérieur de l’anfractuosité qui peut se corroder à un rythme rapide. 

La corrosion caverneuse ne peut être observée que lorsque l’on démonte le collier qui tient un tube. Il est important de se souvenir que la corrosion caverneuse peut se produire à des températures plus basses que la corrosion par piqûres. 

Comment prévenir la corrosion 

Un personnel formé aux bases de la physique des matériaux sera en mesure de limiter la corrosion dans de nombreuses situations :

  • Le choix des matériaux: Tout d’abord, les matériaux utilisés dans des systèmes de tuyauteries – pour les tubes eux-mêmes, mais aussi pour les supports et colliers – doivent être choisis avec soin. 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, ainsi que dans 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 admissible maximale (PSAM) élevée. Pour déterminer le matériau adapté à votre application et éviter ainsi des erreurs coûteuses, prenez contact avec votre point de vente et centre de services agréé Swagelok qui saura vous conseiller dans le choix de produits et matériaux.
  • L’emplacement et la conception: En matière de prévention de la corrosion, il convient d’adopter de bonnes pratiques afin de limiter le nombre d'endroits où la corrosion caverneuse est susceptible de se produire. Une façon de limiter les anfractuosités dans un système de tuyauteries 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 les remplacer 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 résistants à la corrosion. 

Formation à la corrosion et à la physique des matériaux

Au-delà de ces mesures simples, la meilleure démarche consiste à suivre une formation approfondie et à mettre en œuvre un programme solide de contrôle régulier de la corrosion. Swagelok propose une  formation à la physique des matériaux pour apprendre aux ingénieurs, aux techniciens et à toute personne qui participe au processus de sélection des matériaux à choisir des alliages résistants et adaptés à vos systèmes fluides. L’acquisition de connaissances de base sur la corrosion – son aspect, sa localisation, ses causes – par ceux qui travaillent au quotidien sur des systèmes de tuyauteries permettra d’éviter de nombreuses défaillances de composants et des réparations coûteuses. Contactez votre point de vente et centre de services agréé Swagelok pour découvrir notre programme de formation peut aider votre entreprise à lutter contre la corrosion. 

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