Comment optimiser les sélections de matériaux de tubes à l'aide de la valeur PREN

Malgré sa résistance inhérente à la corrosion, les tubes en acier inoxydable installés dans un environnement marin souffrent de différents types de corrosion tout au long de leur durée de vie prévue. Une telle corrosion peut entraîner des émissions fugitives, des pertes de produit et des risques potentiels. Les propriétaires et exploitants de plates-formes offshore peuvent réduire les risques de corrosion dès le départ en spécifiant des matériaux de tubes plus robustes offrant une meilleure résistance à la corrosion. Plus tard, ils doivent rester vigilants dans leurs inspections des conduites d'injection chimique, hydrauliques et d'impulsion, ainsi que des instruments de traitement et des équipements de détection, pour garantir que la corrosion ne menace pas l'intégrité des tubes installés et n'a pas d'impact sur la sécurité.

Une corrosion localisée peut être trouvée sur les tubes de nombreuses plates-formes, navires et installations offshore. Une telle corrosion peut prendre la forme de piqûres ou de fissures, l'une ou l'autre pouvant ronger la paroi du tube et entraîner un dégagement de fluides.

Le risque de corrosion est plus grand lorsque les températures de fonctionnement de l'application sont élevées. La chaleur peut accélérer la dégradation du film d'oxyde passif extérieur protecteur du tube, favorisant la formation de piqûres.

Malheureusement, la corrosion localisée par piqûres et fissures peut être difficile à détecter, ce qui rend ces types de corrosion plus difficiles à identifier, à prévoir et à contrer. À la lumière de ces risques, les propriétaires de plateformes, les exploitants et les prescripteurs doivent faire preuve de la diligence requise lors de la sélection du matériau de tube optimal pour leur application. Le choix des matériaux constitue leur première ligne de défense contre la corrosion, il est donc important de bien faire les choses. Heureusement, ils peuvent utiliser une mesure de résistance à la corrosion localisée très simple, mais très efficace, connue sous le nom d’indice équivalent de résistance aux piqûres (PREN) pour faire leurs sélections. Plus la valeur PREN du métal est élevée, plus sa résistance à la corrosion localisée est élevée.

Cet article explique comment reconnaître la corrosion par piqûres et fissures, ainsi que comment optimiser la sélection des matériaux de tubes pour les applications pétrolières et gazières marines en fonction de la valeur PREN du matériau.

La corrosion localisée apparaît dans de petites zones par rapport à la corrosion générale, qui est plus uniforme sur la surface d'un métal. La corrosion par piqûres et fissures commence à se former sur les tubes en acier inoxydable 316 lorsque le film d'oxyde passif extérieur riche en chrome du métal se décompose en raison de l'exposition à des fluides corrosifs, y compris l'eau salée. Les environnements marins offshore et terrestres riches en chlorures, ainsi que les températures élevées et même la contamination à la surface des tubes, augmentent le risque de détérioration de ce film passif.

Corrosion par piqûres. Lorsque le film passif d'un morceau de tube est brisé, la corrosion par piqûre peut s'installer, formant de petites cavités, ou piqûres, dans la surface du tube. De telles fosses vont probablement se développer à mesure que des réactions électrochimiques auront lieu, provoquant la dissolution du fer contenu dans le métal dans une solution au fond de la fosse. Le fer dissous se diffusera ensuite vers le haut de la fosse et s'oxydera pour créer de l'oxyde de fer ou de la rouille. À mesure qu’une fosse s’approfondit, la réaction électrochimique s’accélère, augmentant la corrosion et pouvant conduire à une perforation des parois des tubes et à des fuites.

Les tubes sont plus sensibles à la corrosion par piqûre lorsque leur surface extérieure est contaminée (Fig. 1). Par exemple, la contamination résultant des opérations de soudage et de meulage peut interrompre la couche d'oxyde passive du tube, permettant ainsi la formation et l'accélération de la corrosion par piqûres. Il en va de même pour la contamination résultant de la simple manipulation du tube. De plus, les cristaux de sel humides qui se forment sur les tubes lorsque les gouttelettes d'eau salée s'évaporent ont le même effet sur la couche d'oxyde protectrice et peuvent entraîner une corrosion par piqûres. Pour vous prémunir contre ces types de contamination, gardez les tubes propres en les rinçant périodiquement à l'eau douce.

Fig. 1 : les tubes en acier inoxydable 316/316L contaminés par des acides, de l'eau salée et d'autres dépôts sont très susceptibles de former une corrosion par piqûre.