Comprendre les différences : corrosion par piqûres vs corrosion de crevasse

Corrosion par piqûres vs corrosion de crevasse : identifier les différences

La corrosion — la détérioration des matériaux d'ingénierie par interaction chimique avec leur environnement — est un problème extraordinairement coûteux. Les dommages de la corrosion non contrôlée sur les systèmes de tubage sont une cause majeure de perte de profit pour les applications offshore et côtières, coûtant des milliards chaque année. La corrosion peut être prévenue, tant que les entreprises savent quoi chercher et prennent des mesures préventives pour réduire les risques de corrosion avant qu'il ne soit trop tard.

Presque tous les métaux utilisés dans notre monde se corrodent sous certaines circonstances. Il existe des mesures pour prévenir la corrosion dans les applications pétrolières et gazières, particulièrement offshore. Ces mesures requièrent une compréhension fondamentale des différents types de corrosion et de leurs causes. Savoir où chercher la corrosion peut minimiser les risques sur les plateformes pétrolières et dans les raffineries — économisant temps et argent significatifs.

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Comment la corrosion se produit

La corrosion se produit quand un atome de métal est oxydé par un fluide, entraînant une perte de matériau sur la surface du métal. La perte de matériau résultante réduit l'épaisseur de paroi des composants faits d'aciers au carbone et faiblement alliés qui sont affectés par la corrosion générale, les rendant sujets à la défaillance mécanique.

Les systèmes de tubage métalliques sont le plus souvent utilisés pour l'instrumentation analytique et de processus, les lignes hydrauliques, et les applications de contrôle et utilitaires. De nombreux métaux d'ingénierie utilisés dans les applications pétrolières et gazières sont faits d'acier inoxydable qui contient plus de 10 % de chrome. Ce dernier aide à former une couche d'oxyde qui protège les métaux de la corrosion. La corrosion de l'acier inoxydable se produit cependant quand les conditions environnementales font que cette couche se dégrade.

Presque tous les métaux se corrodent sous certaines circonstances. Par exemple, la rouille est un sous-produit couramment 발생 de la corrosion de l'acier au carbone, résultant de la corrosion du fer formant de l'oxyde de fer. Cependant, de nombreux autres types de corrosion existent. Chaque type pose une menace unique qui doit être évaluée lors de la sélection du matériau optimal pour votre application.

Identifier les types courants de corrosion

Il existe de nombreux types de corrosion qui peuvent causer des ravages sur les installations pétrolières et gazières. De nombreux types de corrosion sont spécifiques à la composition chimique du métal et à l'environnement d'exploitation. En continuant, nous nous concentrerons sur deux formes de corrosion localisée dans l'acier inoxydable : la piqûre et la crevasse.

Corrosion par piqûres

La corrosion par piqûres se produit quand la couche d'oxyde protectrice à la surface de l'acier inoxydable se dégrade, permettant au métal nu en dessous de devenir sensible à une perte d'électrons par oxydation en présence d'une solution aqueuse corrosive. Cette réaction électrochimique initie la formation de petites cavités, ou « piqûres ».

Bien que généralement détectables par une inspection visuelle approfondie, ces piqûres peuvent s'approfondir suffisamment pour percer entièrement une paroi de tube. La corrosion par piqûres peut également faciliter l'initiation de fissures dans des composants sous contrainte de traction. Les environnements avec des concentrations de chlorures plus élevées, y compris ceux créés par l'évaporation de gouttelettes d'eau de mer déposées, sont sujets à la corrosion par piqûres — surtout à haute température.

Lors de l'examen de tubage métallique pour la corrosion par piqûres, recherchez des dépôts d'oxyde de fer brun-rouge ainsi que des piqûres potentielles qui peuvent s'être formées sur la surface du métal.

Corrosion de crevasse

Similaire à la corrosion par piqûres, la corrosion de crevasse est initiée par la dégradation du film d'oxyde protecteur de l'acier inoxydable et se poursuit avec la formation de piqûres peu profondes. Cependant, au lieu de se produire à vue, la corrosion de crevasse — comme son nom l'implique — se produit dans les crevasses.

Dans un système fluide typique, les crevasses existent entre les tubes et les supports ou colliers de tubes, entre les passages de tubes adjacents, et sous la saleté et les dépôts qui peuvent s'être accumulés sur les surfaces. Les crevasses sont virtuellement impossibles à éviter dans les installations de tubage, et les crevasses serrées posent l'un des plus grands dangers à l'intégrité de l'acier inoxydable. La corrosion de crevasse se produit quand l'eau de mer diffuse dans une crevasse, menant à un environnement chimiquement agressif où les ions causant la corrosion ne peuvent pas diffuser facilement hors de la crevasse. Dans un tel scénario, toute la surface à l'intérieur de la crevasse peut se corroder à un rythme rapide.

La corrosion de crevasse ne peut être observée visuellement que lorsqu'un collier de tube est retiré du tubage installé. Il est important de se rappeler que la corrosion de crevasse peut se produire à des températures plus basses que la corrosion par piqûres car moins d'effort est nécessaire pour créer une « piqûre » sous la crevasse géométrique (par exemple, le collier de tube).

Comment prévenir la corrosion

La corrosion peut, dans de nombreuses circonstances, être minimisée en éduquant les effectifs avec des connaissances de base sur les matériaux :

Sélection des matériaux : Premièrement, considérez le choix des matériaux pour les applications de tubage, du tube lui-même aux supports et colliers de tubes. Le tubage en acier inoxydable Type 316 fonctionne bien dans de nombreuses installations tant qu'il est maintenu propre et que les températures ne sont pas excessivement élevées. Dans les climats plus chauds, surtout dans les endroits où les dépôts de sel se forment facilement et dans les installations où la rouille des poutres et planchers structurels en acier au carbone s'accumule sur les surfaces en acier inoxydable, la corrosion du tubage en acier inoxydable Type 316 est plus facilement observée.

Pour ces situations, le tubage en acier inoxydable superausténitique (ex. 6Mo ou 6HN) ou superduplex (ex. 2507) offre une bien meilleure résistance à la corrosion. La limite d'élasticité et la résistance à la traction plus élevées de l'acier inoxydable superduplex le rendent aussi plus facile pour construire des systèmes qui doivent être classés à une pression de service maximale admissible (MAWP) plus élevée. Pour éviter des erreurs coûteuses et déterminer quel matériau est bon pour votre application, contactez votre centre de vente et service Swagelok local autorisé pour des conseils sur la sélection des bons produits et matériaux.

Placement et conception : Des pratiques de système soignées sont nécessaires pour la prévention de la corrosion afin de minimiser le nombre d'emplacements où la corrosion de crevasse peut se produire. Une façon de diminuer les crevasses dans un système de tubes est d'éviter de placer les tubes directement contre les murs ou les uns contre les autres. Quand la corrosion de crevasse du tubage en acier inoxydable Type 316 est observée, on peut remplacer le tubage Type 316 par un tubage plus résistant à la corrosion, qui peut être installé avec des raccords tubulaires Type 316 rentables. Swagelok offre plusieurs combinaisons conçues de raccords tubulaires en acier inoxydable Type 316 avec du tubage d'alliages résistants à la corrosion différents.

Formation sur la corrosion et la science des matériaux

Au-delà de ces mesures simples, la meilleure approche pour prévenir la corrosion implique une formation approfondie et la mise en place d'un programme régulier et robuste de surveillance de la corrosion. Swagelok offre une formation en science des matériaux pour enseigner aux ingénieurs, associés techniques et toute autre personne impliquée dans le processus de sélection des matériaux comment sélectionner les bons alliages résistants à la corrosion pour vos systèmes fluides. Construire une compréhension de base de la corrosion — à quoi ça ressemble, où ça se produit et pour quelles raisons — parmi ceux qui travaillent avec les systèmes de tubage au quotidien peut prévenir la défaillance des matériaux et les réparations coûteuses. Contactez votre centre de vente et service Swagelok local pour apprendre comment un programme de formation en science des matériaux peut aider votre organisation à lutter contre la corrosion.