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L’importance des matériaux : choisir le matériau qui va résister à la corrosion

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L’importance des matériaux : choisir le matériau qui va résister à la corrosion

19 mars 2019 | Behram Ginwalla

Une plate-forme offshore peut compter près de 15 km de tubes, plus de 20 000 composants de systèmes fluides, pas moins de 10 000 raccords et jusqu’à 8000 liaisons mécaniques, d’où l’importance de choisir des métaux qui vont résister à la corrosion.

De nombreux aspects sont à prendre en compte pour spécifier des matériaux qui vont aider à lutter contre la corrosion. Plusieurs de ces aspects sont extérieurs au matériau lui-même. Si tout commence avec la qualité, l’expertise et le service après-vente font également une grande différence en la matière.

Mesures de contrôle de la qualitégeneral (uniform) corrosion

Presque tous les matériaux se corrodent dans certaines conditions (Figure 1). La corrosion se produit lorsqu’un atome de métal est oxydé par un fluide, entraînant une perte de matière sur la surface du métal. Cela a pour effet de réduire l’épaisseur d’un composant, un tube par exemple, ce qui augmente le risque de défaillance mécanique. Il existe plusieurs types de corrosion. Or, chaque type comporte un risque qui doit être évalué de manière à choisir le matériau qui va le mieux résister à la corrosion dans votre application.

Bien que la composition chimique d’un matériau ait une incidence sur sa résistance à la corrosion, l'un des facteurs les plus importants à prendre en compte pour réduire le risque d’une défaillance causée par des défauts des matériaux est la qualité globale des matériaux utilisés. De la certification des barres de matière première à l'inspection finale des composants, le souci de la qualité doit être présent à toutes les étapes.

Contrôles des process et inspection des matériaux

ASTM-spcification

La meilleure façon d'éviter un problème est de détecter ce problème avant qu'il ne survienne. Pour ce faire, on s’assurera notamment que le fournisseur a mis en place des mesures rigoureuses de contrôle de la qualité visant à prévenir la corrosion, à commencer par un contrôle des processus et l'inspection des barres de matière première expédiées. L'inspection peut prendre plusieurs formes, allant d’un simple contrôle visuel pour s’assurer que le matériau est exempt de défauts superficiels jusqu'à des tests spécialisés capables de détecter une sensibilité à la corrosion.

Un autre moyen pour vérifier qu’un matériau sera adapté à l’utilisation envisagée consiste pour le fournisseur à contrôler les teneurs du matériau en certains éléments particuliers. La composition d'un alliage est le point de départ d’une résistance à la corrosion, d’une solidité, d’une soudabilité et d’une ductilité optimales. À titre d'exemple, des teneurs en nickel (Ni) et en chrome (Cr) supérieures au minimum requis par la norme ASTM International® relative à l’acier inoxydable 316 permettent d’obtenir un alliage encore plus résistant à la corrosion.  Un fournisseur devrait toujours fournir la composition chimique d'un matériau et indiquer que celui-ci est conforme aux normes publiées par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et l’ASTM (Figure 2).

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Pendant la fabrication

Idéalement, un fournisseur doit inspecter les composants qu’il produit à chaque étape du processus de fabrication. Une première étape consiste à vérifier que les consignes de travail ont bien été suivies. Une fois les composants fabriqués, d'autres tests doivent confirmer que ces composants ont été réalisés correctement et qu’ils ne comportent aucun défaut visible ou toute autre imperfection susceptible de nuire à ses performances. D’autres tests devront être effectués pour s’assurer que ces composants sont étanches et qu'ils fonctionnent comme prévu.

Une connaissance experte de la physique des matériaux

Une fois que vous savez que le matériau et les composants qui en sont issus satisfont voire dépassent les normes de performance, l'étape suivante consiste à faire les bons choix en fonction de l’environnement d'exploitation. C’est là qu’un fournisseur de confiance expert en physique des matériaux peut faire la différence.

Sur le plan technique, examiner attentivement certains points comme les propriétés mécaniques ou la compatibilité des matériaux peut vous aider à comprendre comment bien choisir vos composants.

Propriétés mécaniques

Parmi les propriétés mécaniques d’un matériau figurent notamment sa limite d'élasticité et sa résistance à la traction (Figure 3).  Des matériaux plus résistants pourront être utilisés pour fabriquer des composants qui doivent rester fiables à des pressions élevées.


Compatibilité des matériaux

La corrosion est un problème qui peut coûter cher. NACE International estime à 1,3 milliard de dollars le coût annuel total de la corrosion pour l'ensemble de l'industrie pétrolière et gazière. Il est toutefois possible de limiter ce risque en sachant où chercher des signes de corrosion et en repérant ceux-ci visuellement. Mieux encore, lorsque les ingénieurs peuvent anticiper le phénomène de corrosion et choisir des matériaux en conséquence, l’intégrité, la durée de vie, les performances et la sécurité des systèmes s’en trouvent améliorées.

Les mesures suivantes vous aideront à atténuer l'impact de la corrosion sur vos applications :

  • Apprendre à discerner les différents types de corrosion – aspect, localisation, causes
  • Choisir des matériaux résistants à la corrosion
  • Limiter les situations susceptibles d’engendrer une corrosion caverneuse ainsi que les contacts entre un fluide et des métaux non compatibles
  • Spécifier tous les éléments d’un système – des supports et des colliers jusqu’aux tubes eux-mêmes – de manière à limiter les risques de corrosion

Un service après-vente permanent

Cela dit, installer des composants fabriqués à partir de matériaux haut de gamme n’est qu’un début. Pour assurer la pérennité de votre application, il est essentiel de pouvoir bénéficier d’un service après-vente permanent. Veillez à choisir un fournisseur qui connaît les défis que vous devez relever et qui saura conseiller et dépanner des solutions pour protéger vos investissements matériels.

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