Les tubes pour instruments en acier inoxydable 316 fréquemment utilisés sur les plateformes offshore comprennent une fine couche protectrice en oxyde de chrome pour les protéger contre la corrosion. Il existe toutefois des cas où cette couche ne fournit pas la protection nécessaire. En présence de chlorure ou de piqûres localisées, le film d'oxyde peut ne pas être aussi efficace qu'espéré. En outre, la corrosion par crevasses peut apparaître sur les aciers inoxydables, et peut ressembler à la corrosion par piqûre. Un à trois ans après l’installation sur des applications dans le golfe du Mexique, des tubes SS 316 se sont révélés être piqués. Pour lutter contre ces phénomènes, les types 317 et 317L d'acier inoxydable, dont on sait qu'ils sont un peu plus résistants à la corrosion, ont été utilisés sans donner de résultats significativement positifs.

Types et causes de corrosion

La corrosion localisée est généralement considérée comme une piqûre ou une crevasse. Les piqûres sont facilement identifiables à la surface comme des piqûres corrodées ou rouillées, alors que la corrosion par crevasses est souvent plus difficile à détecter. De nombreux facteurs sont à l'origine de la corrosion localisée, de l'environnement à la manipulation et l'installation, en passant par le choix inadéquat du meilleur alliage en fonction de l'application. Une installation incorrecte, ainsi qu'un mauvais choix d'alliage, entraîneront souvent une détérioration rapide des surfaces des tubes.

Des événements indirects communs pouvant causer une dégradation de la surface sont souvent négligés, bien qu'apparemment évidents. Les événements fréquemment observés causant une contamination sont produits par des particules de fer qui sont libérées lors de :

  • la soudure et du meulage
  • la manutention, le forage et le dynamitage, lesquels permettent la contamination des dépôts de surface
  • l'expulsion de gaz d'échappement diesel riches en soufre

De plus, si les systèmes pour déluge d’eau de mer sont testés sans nettoyage en profondeur de l’eau douce, des dépôts corrosifs de chlorure peuvent apparaître.

Exemples

Corrosion et piqûres de tubes en acier inoxydable 316Une corrosion identique, ou très similaire, s'est produite sur les tubes d'instruments en acier inoxydable à l'aire de lancement du Centre spatial Kennedy de la NASA en Floride, dans le FPSO Bonga d'Afrique de l'Ouest, ainsi que sur certaines plateformes de la mer du Nord. Des piqûres et de la corrosion par crevasses ont été découvertes sur les plateformes de la mer du Nord après moins de cinq années de service.

Dans certaines applications, divers revêtements liquides ont été utilisés sans succès. Il est très difficile, voire impossible, d’obtenir une bonne préparation de la surface et une épaisseur de film sec de revêtement suffisamment uniforme en raison de la surface limitée des tubes de petit diamètre.

La corrosion par crevasses n'est pas rare sur les plateformes offshore en raison des débris abrasifs, de boues de forage et d'autres activités courantes dans cet environnement. Pour ces applications, des alliages résistants aux piqûres, tels que AL-6XN, alliage 2507, alliage c276, Monel 400 ou Tungum peuvent connaître un succès mesurable. Des tubes en acier inoxydable revêtus de PVC thermoplastique s'avèrent moins coûteux et résistent mieux dans ces conditions, et peuvent constituer une bonne alternative.

La probabilité de connaître cette rupture de film augmente avec une concentration plus élevée de chlorure, ainsi que des températures élevées.

Solution

À ce jour, la meilleure solution pour les tubes résistant à la corrosion consiste à utiliser une gaine en polyuréthane thermoplastique extrudé résistant aux rayons UV (TPU). Plusieurs tests de qualification ont été menés avec succès sur des tubes avec gaine en TPU. Les tubes à gaine en TPU ont été recommandés pour toutes les nouvelles constructions et applications de MRO chez Chevron Energy Technology. Dans la mesure du possible, Chevron recommande l’utilisation de serpentins en acier inoxydable revêtus de TPU afin de réduire le nombre de connexions mécaniques ou soudées requises, qui peuvent être des zones potentielles de corrosion.

Le gainage en polyuréthane thermoplastique (TPU) sur des serpentins sans soudure 316L est une solution idéale au lieu d’utiliser des tubes et des raccords encapsulés. Il est impératif que le revêtement en TPU soit ignifuge et stable face à la dégradation par UV pendant au moins 20 années de service sur le terrain. Ce revêtement s’installe facilement avec des outils de pliage manuels, de plateau de travail ou spécialisés. Les dérouleurs sont utilisés pour tirer le tube de la bobine à la longueur souhaitée, puis le tube peut être coupé avec des coupe-tubes traditionnels et plié au rayon souhaité. Une autre alternative consiste à utiliser des tubes en acier inoxydable recouverts de PVC en utilisant le même procédé d'installation. Les tubes en acier inoxydable gainés de PVC contribuent à renforcer la protection contre la corrosion galvanique et atmosphérique. Le PVC convient mieux à des applications telles que les conduites de transport de gaz et de liquides, les alimentations en vapeur et le retour des condensats dans lesquels l’étanchéité et la conservation de l’énergie sont importantes. Il s’agit d’une alternative plus pratique et plus économique à l’isolation des systèmes de tubes de petit diamètre installés sur site.

Serpentins

L'un des principaux avantages de l'utilisation de serpentins en acier inoxydable sur de grandes longueurs est la réduction, voire l'élimination, des raccords mécaniques et/ou des soudures multiples. Les raccords doivent être minimisés autant que possible afin de réduire les risques de fuites. Lorsque des tubes plus courts sont assemblés avec des raccords, même si les tubes eux-mêmes sont revêtus de TPU, il reste encore beaucoup de travail à faire pour protéger les raccords après leur installation. Les serpentins AISI 316L gainés en TPU constituent la meilleure solution pour cette application et bien d’autres. Cela réduit les risques de fuites au niveau des raccords (serpentins continus) et les piqûres (protection contre la corrosion). Les tubes de serpentin revêtus peuvent être installés en parallèle et s’assemblent dans une formation encapsulée. Cette méthode permet d'économiser de l'espace, et facilite et accélère l'installation de plusieurs séries, réduisant ainsi les coûts de main-d'œuvre. Pour les tubes multiples (jusqu'à quatre tubes parallèles), une double enveloppe ou un conduit doit être utilisé pour permettre la division des tubes individuels tout en maintenant une gaine protectrice continue sur chaque longueur de tube.

Conclusion (meilleure pratique)

La norme industrielle NACE SP0108-2008 intitulée « Contrôle de la corrosion des structures en mer par revêtement de protection » décrit les procédures permettant une protection plus efficace de la corrosion dans les structures en mer et celle des « systèmes de transmission » API RP 552 aborde certaines des meilleures pratiques pour l'installation. Cependant, aucune de ces normes ne traite des moyens d’éviter la corrosion par crevasses. Comme indiqué précédemment, la meilleure pratique pour maintenir le contrôle de la corrosion des tubes consiste à utiliser des serpentins 316L AISI gainés de TPU.

Sources :

PolyLab LLC

NACE International 08254

Offshore® Magazine

Chevron Energy Technology

Swagelok®