Corrosion des tuyauteries industrielles

rocdacier

Admin
Admin
Membre échange
Weld Club

3.4 MISE A LA TERRE DES TUYAUTERIES
Les tuyauteries isolées et leur supportage métallique par exemple ou supportées au moyen de matériaux non conducteur seront mises à la terre au moyen de cosses suivant FIG 2-84 a & b.

3.5 TYPES DE CORROSION
Tous les métaux ont tendance à passer à l’état d’oxyde ou de sel. Seules les conditions permettant ces réactions électrochimiques indésirables, comme la corrosion, les différencient de ce point de vue.

L’attaque et la vitesse de corrosion dépendant de la différence de potentiel électrostatique entre le métal et l’agent corrosif. L’échelle des tensions peut donc donner un indice de risques de corrosion rencontrés en pratique. La résistance des matériaux dépendant en grande partie du type de corrosion( DIN 50900 ), nous ne traiterons dans ce manuel que des principaux types de corrosion pour les métaux ferreux et non ferreux.

3.5.1 CORROSION UNIFORME

Contrairement à toutes les autres formes de corrosion, il de produit dans ce cas une érosion uniforme de l’ensemble de la surface extérieure du matériau. La perte de métal se mesure en g/m²h, ou en mm/an. La corrosion uniforme est la plus connue ( tôle rouillée ) et la plus facile à maîtriser, si on utilise des matériaux appropriés en fonction des conditions d’attaques corrosives prévues.

Avec la corrosion uniforme, plus la surface extérieure est de bonne qualité, plus la perte de poids diminue. Les surfaces absolument lisses et polies sont en conséquent les moins vulnérables.

3.5.2 CORROSION LOCALISEE( piquage, ‘’ Pitting ‘’ )

Cette forme de corrosion se caractérise par une attaque ponctuelle, en profondeur, pouvant traverser toute l’épaisseur du matériau en un temps relativement court. cette corrosion se manifeste arbitrairement en divers points, alors que la majeure partie de la surface n’est pas atteinte. La perte de poids est faible et les tableaux de résistance perdent ici tout leur intérêt. A l’inverse de la corrosion uniforme ( ou corrosion de surface ), cette forme de corrosion ou attaque sélective n’est pas calculable et ne peut être maîtrisée, pour cette raison, que par un choix approprié des matériaux.

Cette corrosion localisée est le plus souvent imputable aux solutions halogènes (ex: chlore, brome, iode, ) qui pénètrent la couche passive même avec une concentration ionique extrêmement faible, et produisent de petits points d’attaque, souvent circulaires.

L’utilisation d’agents inhibitifs dans les milieux où se déclenche le processus de corrosion ( pour autant que cela soit permis ) peut apporter une amélioration de la résistance à la corrosion localisée. L’expérience a montré que les aciers au molybdène sont un peu plus résistants, sans toutefois offrir une garantie de résistance absolue.

3.5.3 CORROSION INTERCRISTALLINE ( intergranulaire )



Il s'agit à l'origine d'une corrosion locale sélective des joints de grains, tandis que les grains eux-mêmes sont à peine entamés. Avec des aciers ferritiques et austénitiques, la corrosion intercristalline est imputable à la précipitation de carbures riches en chrome au niveau des joints de grains. Ces précipitations présupposent une certaine teneur en carbone et de produisent avec des températures situées entre 550 et 650 °C.

Mesures de protection

- Diminuer la teneur en carbone de l'acier ≤ 0,03%
- Réaliser un traitement thermique ( recuit d'homogénéisation entre 1000 et 1050 °C ).
- Ajouter par alliage des éléments stabilisateurs ( Titane, Niobium, Tantale, … )

3.5.4 CORROSION FISSURANTE SOUS CONTRAINTE

La corrosion fissurante est la formation de fissures dans le métaux sous l’effet simultané d’un agent corrosif spécifique et d’une contrainte statique. Cette forme de corrosion se caractérise par la séparation du matériau sans déformation avec des fissures intercristallines ( FIG 2-87 a ) ou transcristalline ( FIG 2-87 b ), le plus souvent sans résidus visibles du métal corrodé.

Ce type de corrosion peut également être déclenché par des agents auxquels le matériau résiste normalement. En ce qui concerne la contrainte, peu importe que la tension soit exercée de l’intérieur ou de l’extérieur. La tendance à ce type de corrosion doit être particulièrement surveillée avec les aciers


austénitiques. Elle augmente avec la concentration de chlore et une température croissante. Avec des températures élevées, la moindre trace de chlore peut déclencher le processus de corrosion. La corrosion agit sur tous les métaux ferreux, non ferreux ou sur les aciers austénitiques. La fissuration est le plus souvent intercristalline avec les cristaux a et transcristalline avec les cristaux a+ b .

Pour les métaux cuivreux, la tendance à ce type de corrosion est testée au nitrate de mercure selon DIN 50911.

C’est un type de corrosion se produisant essentiellement sur les alliages Cu Zn contenant plus de 20% de Zn ( FIG 2-90 ) . Au cours du processus, le cuivre se sépare du laiton généralement sous la forme d’une masse spongieuse. Le Zn reste dans la solution ou se précipite en prenant la forme de sels basiques au-dessus du point de corrosion. Le dezinguage peut tout aussi bien se propager en surface que se limiter localement et se poursuivre en profondeur.

3.5.5 CORROSION EN FISSURES


Il s'agit d'une forme rare de corrosion localement accentuée à l'intérieur des fissures, pouvant avoir une origine au niveau de la conception ou être générée à partir de dépôts ( Fig 2-88 ). Cette corrosion est due à un manque d'oxygène à l'intérieur de ces fissures, dont les matériaux passifs ont besoin pour préserver la couche passive.

En raison du risque de corrosion en fissures, la surface des aciers inoxydables ne doit pas entrer en contact avec des matériaux non conducteurs. De même, il convient d'éviter toute forme et application qui favorisent les dépôts.

Une plus grande teneur en molybdène améliore la résistance des aciers fortement alliés et des alliages à base de nickel à ce type de corrosion.

3.5.6 CORROSION PAR CONTACT

C'est la corrosion susceptible de se produire lorsque l'on combine plusieurs métaux différents. Pour apprécier ce risque de corrosion, on utilise dans la pratique de " Séries des tensions " par exemple dans l'eau de mer ( Fig 2-89 ). Les métaux présentés dans ce tableau sont compatibles avec leurs voisins, en cas d'écart important, le métal anodique sera plus fortement corrodé.


Il faut également considérer les matériaux. Pouvant apparaître aussi bien à l'état actif qu'à l'état passif. Une activation d'un acier Ni Cr, par exemple, peut aussi bien être provoquée par une dégradation mécanique de la surface suite à des dépôts ( diffusion plus difficile de l'oxygène ), ou par des produits de corrosion à la surface du matériau. Il peut alors apparaître une différence de potentiel entre la surface active et la surface passive du métal qui entraînera l'érosion du matériau en présence d'un électrolyte ( corrosion ).

3.5.7 DEZINGUAGE


La formation de ce type de corrosion a pour origine le dépôt à la surface du métal de couches de produits corrosifs de forte épaisseur, de calcaire provenant de l’eau ou d’autres impuretés. L’eau favorise l’apparition du dézinguage aux températures élevées, en cas de forte teneur en chlore ( pour l’inox ) et à des faibles vitesses d’écoulement.

3.6. COMPORTEMENT DES ACIERS EN PRESENCE D'HYDROGENE SOUS PRESSION

3.6.1. GENERALITES
Les aciers peuvent subir des dégradations résultant de deux modes d'endommagement :

- Fragilisation par l'hydrogène (FPH) externe ou interne
- Attaque par l'hydrogène

3.6.2. FRAGILISATION PAR L’HYDROGENE EXTERNE
Sous cette terminologie sont regroupées les dégradations en présence d'hydrogène gazeux sous pression. Pour les aciers au carbone ou faiblement allié, ce type d'endommagement se produit généralement à des températures proches de la température ambiante, essentiellement dans les zones en déformation plastique locales (concentrations de contraintes). Lorsque la fissuration se manifeste, elle se développe à partir de la surface et est fonction de la pression d'H2 et du milieu ambiant. Notons que l'oxygène et la vapeur d'eau ont un effet inhibiteur alors que l'H2S peut accélérer le processus.

3.6.3. FRAGILISATION PAR L’HYDROGENE INTERNE
Il s'agit ici de dégradations observées dans des conditions où il y a diffusion (³ 1 ppm) d'hydrogène dans le matériau. La fragilisation des aciers en présence d'H2S humide est un cas typique de cet endommagement et les dégradations peuvent être de 2 types :

a) Fissuration interne du matériau : se manifeste en l'absence de contraintes appliquées sous forme de claquage superficiel (blistering) et de fissure dans l'épaisseur du tube par des pressions élevées d'H2.

b) Rupture différée sous contrainte: se manifeste en présence de contraintes appliquées ou résiduelles qui peuvent être inférieures à la limite d'élasticité du matériau (Sulfite Stress Cracking). Ce phénomène dépend de nombreux paramètres liés à l'environnement et au matériau.

3.6.4. INFLUENCE DES PARAMETRES METALLURGIQUES
Les aciers inoxydables austénitiques sont peu sensibles à la fragilisation par l'H2 tant que la structure austénitique est stable. Dans le cas contraire, la fragilisation est observée à -100°C. On utilise souvent les tubes en ac.inox. AISI 321 (Ti).

Dans le cas des aciers au carbone ou faiblement alliés, la fragilisation est observée autour de 20°C et tend à disparaître au-delà de 100°C. Les paramètres métallurgiques qui agissent sur la fragilisation par l'H2 sont :

a) La microstructure : résultant de la composition chimique, du traitement thermique ou du soudage par exemple ( limiter le taux de ferrite à £7% dans les cordons de soudure ).

b) Propriétés mécaniques (dépendant de la composition chimique et des traitements thermiques). Les impuretés ont un effet néfaste sur la résistance à la fragilisation par l'H2.

c) Propriété inclusionaire : les inclusions non métalliques de type sulfures ou oxydes sont néfastes.

3.6.5. ATTAQUE PAR L’HYDROGENE
Résulte de la réaction de l'hydrogène avec le carbone du métal pour former des molécules de méthane, ce qui conduit à une décarbonation de surface et à la formation de microcavités dans le volume de l'acier conduisant à la diminution de la résistance globale du métal. Ce phénomène n'est à prendre en compte que pour les aciers au carbone ou faiblement alliés. Ce phénomène se manifeste aux températures élevées ( > 200°C ), il est irréversible.

3.6.6. REMARQUES
Les tuyauteries fonctionnant à température élevée sous pression d'H2 peuvent absorber des quantités importantes d'hydrogène conduisant à des risques de fragilisation par l'H2 lors du retour à froid de la tuyauterie. Il convient donc, dans ce cas, de prendre des précautions visant à augmenter la résistance à la fragilisation en :

- limitant les teneurs en soufre et phosphore des matériaux
- limitant les duretés maximales dans la Z.A.T.
- réalisant un traitement thermique de détensionnement.

 
Dernière édition:

Membres en ligne

Aucun membre en ligne actuellement.

A voir

Haut