La d\u00e9lamination cathodique (CD) est l\u2019un de ces modes de d\u00e9faillance du rev\u00eatement qui semble suffisamment technique pour \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un probl\u00e8me d\u2019autrui \u2014 jusqu\u2019\u00e0 ce que vous traitiez avec un pipeline qui se corrode malgr\u00e9 un rev\u00eatement et une protection cathodique.<\/p>\n\n\n\n
C\u2019est en r\u00e9alit\u00e9 un m\u00e9canisme de d\u00e9faillance assez \u00e9l\u00e9gant une fois que vous le comprenez. Et le comprendre explique pourquoi \u2018bon rev\u00eatement + protection cathodique\u2019 ne signifie pas automatiquement \u2018pas de corrosion\u2019.<\/p>\n\n\n\n
La protection cathodique (PC) fonctionne en faisant de la structure en acier la cathode dans une cellule \u00e9lectrochimique \u2014 soit en la connectant \u00e0 une anode sacrificielle (zinc ou aluminium), soit en lui appliquant un courant. La cathode est prot\u00e9g\u00e9e ; l\u2019anode se corrode \u00e0 la place.<\/p>\n\n\n\n
Lors des holidays (microfissures ou d\u00e9fauts) dans le rev\u00eatement o\u00f9 l\u2019acier nu est expos\u00e9 au sol ou \u00e0 l\u2019\u00e9lectrolyte d\u2019eau de mer, le courant de PC circule vers la surface en acier. C\u2019est le m\u00e9canisme de protection qui fonctionne correctement.<\/p>\n\n\n\n
Le probl\u00e8me r\u00e9side dans la r\u00e9action qui se produit \u00e0 la surface de l\u2019acier sous PC. La r\u00e9action cathodique r\u00e9duit l\u2019oxyg\u00e8ne et l\u2019eau : O\u2082 + 2H\u2082O + 4e\u207b \u2192 4OH\u207b<\/em><\/strong><\/em><\/strong>. Cela g\u00e9n\u00e8re des ions hydroxydes \u2014 rendant l\u2019environnement fortement alcalin directement sous le rev\u00eatement, \u00e0 l\u2019interface acier-rev\u00eatement, \u00e0 proximit\u00e9 de l\u2019holliday.<\/p>\n\n\n\n La plupart des rev\u00eatements organiques ne r\u00e9sistent pas \u00e0 une forte alcalinit\u00e9 \u00e0 l\u2019interface rev\u00eatement-acier sur de longues p\u00e9riodes. Les ions hydroxydes provoquent l\u2019hydrolyse des liaisons adh\u00e9sives entre le rev\u00eatement et l\u2019acier. Le rev\u00eatement se d\u00e9colle \u2014 se d\u00e9colle de l\u2019holliday d\u2019origine \u2014 cr\u00e9ant une zone plus grande d\u2019acier expos\u00e9 sous le film soulev\u00e9.<\/p>\n\n\n\n L\u2019acier expos\u00e9 sous le film d\u00e9lamin\u00e9 est prot\u00e9g\u00e9 du courant de PC par le rev\u00eatement soulev\u00e9. Il est d\u00e9sormais non prot\u00e9g\u00e9. La corrosion progresse.<\/p>\n\n\n\n C\u2019est la d\u00e9lamination cathodique : le syst\u00e8me m\u00eame con\u00e7u pour prot\u00e9ger l\u2019acier provoque la d\u00e9faillance du rev\u00eatement qui rend l\u2019acier vuln\u00e9rable.<\/p>\n\n\n\n La d\u00e9lamination cathodique est la plus significative dans les applications o\u00f9 le rev\u00eatement et la PC sont utilis\u00e9s ensemble \u2014 principalement pour les pipelines enterr\u00e9s et immerg\u00e9s, les structures en mer, les piles de jet\u00e9e et les infrastructures portuaires.<\/p>\n\n\n\n Le taux et l\u2019\u00e9tendue de la d\u00e9lamination d\u00e9pendent de plusieurs facteurs : le potentiel de PC appliqu\u00e9 (potentiel plus \u00e9lev\u00e9 = d\u00e9lamination plus s\u00e9v\u00e8re), la r\u00e9sistance du rev\u00eatement \u00e0 l\u2019hydrolyse alcaline, la qualit\u00e9 de la pr\u00e9paration de surface, et la temp\u00e9rature (la d\u00e9lamination s\u2019acc\u00e9l\u00e8re consid\u00e9rablement \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es).<\/p>\n\n\n\n Pour un pipeline de transport de gaz enterr\u00e9 pr\u00e9vu pour durer 40 ans, la r\u00e9sistance \u00e0 la d\u00e9lamination cathodique du rev\u00eatement est un param\u00e8tre critique \u2014 et non une consid\u00e9ration secondaire. Un rev\u00eatement qui se d\u00e9colle largement autour des hollidays transforme un probl\u00e8me g\u00e9rable (quelques microfissures prot\u00e9g\u00e9es par la PC) en une menace de corrosion \u00e0 grande \u00e9chelle.<\/p>\n\n\n\n Les tests standard sont ISO 15711 et ASTM G8 (pour l\u2019eau de mer \/ immersion) et ASTM G19 (pour la simulation d\u2019enfouissement dans le sol). Le principe g\u00e9n\u00e9ral de tous :<\/p>\n\n\n\n Un petit rayon de d\u00e9solidarisation apr\u00e8s la p\u00e9riode de test indique une bonne r\u00e9sistance \u00e0 la CD. Un grand rayon \u2014 parfois un soul\u00e8vement du rev\u00eatement de 20 \u00e0 30 mm ou plus \u00e0 partir de l'holliday d'origine \u2014 indique une r\u00e9sistance m\u00e9diocre.<\/p>\n\n\n\n Les crit\u00e8res de r\u00e9ussite\/\u00e9chec varient selon la sp\u00e9cification. NORSOK M-501 sp\u00e9cifie un rayon maximal de d\u00e9solidarisation pour les rev\u00eatements offshore. Les normes de pipeline comme ISO 21809-2 (pour FBE) d\u00e9finissent des valeurs maximales sp\u00e9cifiques de d\u00e9solidarisation. Le point cl\u00e9 est que Les donn\u00e9es de test de CD doivent \u00eatre demand\u00e9es aux fournisseurs pour tout rev\u00eatement destin\u00e9 \u00e0 un service enterr\u00e9 ou immerg\u00e9.<\/strong> Un rev\u00eatement sans donn\u00e9es de test de CD n'est pas qualifi\u00e9 pour ces applications.<\/p>\n\n\n\n L'\u00e9poxy \u00e0 liaison fusion (FBE) a \u00e9t\u00e9 sp\u00e9cifiquement d\u00e9velopp\u00e9e en tenant compte de la compatibilit\u00e9 avec la protection cathodique \u2014 elle poss\u00e8de une excellente r\u00e9sistance \u00e0 la CD et constitue la r\u00e9f\u00e9rence pour le rev\u00eatement de pipeline enterr\u00e9. Les syst\u00e8mes \u00e9poxy \u00e0 haute \u00e9paisseur sans solvant offrent des performances raisonnables. L'\u00e9poxy au goudron de houille a \u00e9t\u00e9 historiquement utilis\u00e9e et poss\u00e8de une r\u00e9sistance mod\u00e9r\u00e9e \u00e0 la CD.<\/p>\n\n\n\n Les gaines ext\u00e9rieures en poly\u00e9thyl\u00e8ne et polypropyl\u00e8ne (3LPE\/3LPP) ont d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s barri\u00e8re mais un comportement diff\u00e9rent en mati\u00e8re de CD \u2014 la couche PE\/PP elle-m\u00eame ne se d\u00e9solidarise pas facilement, mais la d\u00e9solidarisation peut se produire au sous-couche FBE si la liaison adh\u00e9sive \u00e9choue.<\/p>\n\n\n\n Les rev\u00eatements avec de bonnes propri\u00e9t\u00e9s barri\u00e8re mais une mauvaise adh\u00e9rence au substrat \u2014 ou les rev\u00eatements qui absorbent facilement l'eau \u2014 ont tendance \u00e0 mal performer lors des tests de CD, car l'eau et les ions ont un chemin plus facile vers l'interface acier-rev\u00eatement.<\/p>\n\n\n\n Quelques \u00e9l\u00e9ments sont plus importants que d'autres :<\/p>\n\n\n\n Pr\u00e9paration de la surface.<\/strong> La r\u00e9sistance \u00e0 la CD est fortement corr\u00e9l\u00e9e \u00e0 la qualit\u00e9 de l'adh\u00e9rence \u2014 et la qualit\u00e9 de l'adh\u00e9rence commence par la propret\u00e9 du sablage et le profil de surface. Sa 2\u00bd est le minimum pour tout rev\u00eatement destin\u00e9 \u00e0 un service enterr\u00e9 ou immerg\u00e9 avec protection cathodique.<\/p>\n\n\n\n Choix du rev\u00eatement.<\/strong> Sp\u00e9cifier des rev\u00eatements avec des donn\u00e9es de test de CD document\u00e9es (ISO 15711 ou ASTM G8) dans les conditions de test pertinentes (temp\u00e9rature, potentiel, dur\u00e9e). Ne pas supposer qu'un rev\u00eatement ayant une bonne r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion g\u00e9n\u00e9rale aura une bonne r\u00e9sistance \u00e0 la CD \u2014 ce ne sont pas la m\u00eame propri\u00e9t\u00e9.<\/p>\n\n\n\n Conception de la protection cathodique.<\/strong> Une sur-protection \u2014 appliquer un potentiel cathodique trop \u00e9lev\u00e9 \u2014 acc\u00e9l\u00e8re la CD. Le syst\u00e8me de protection cathodique doit \u00eatre con\u00e7u pour maintenir l'acier \u00e0 un potentiel protecteur, et non au potentiel le plus n\u00e9gatif possible. Plus n'est pas forc\u00e9ment mieux.<\/p>\n\n\n\n Minimisation des hollidays.<\/strong> Moins de vacances signifie moins de sites d'initiation pour la CD. C'est pourquoi la d\u00e9tection des vacances de 100% est obligatoire pour les rev\u00eatements enterr\u00e9s et immerg\u00e9s. Chaque trou d'\u00e9pingle non d\u00e9tect\u00e9 est un point potentiel d'initiation de d\u00e9lamination.<\/p>\n\n\n\n Related mais distinct. Le cloquage cathodique est la formation de cloques dans un film de rev\u00eatement due \u00e0 l'absorption d'eau osmotique \u2014 le rev\u00eatement gonfle localement autour d'un d\u00e9faut ou dans des zones \u00e0 forte absorption d'eau. La d\u00e9lamination cathodique est sp\u00e9cifiquement la perte d'adh\u00e9rence caus\u00e9e par les conditions alcalines g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par le courant de protection cathodique. Les deux peuvent se produire simultan\u00e9ment sur des structures prot\u00e9g\u00e9es par CP, et les deux sont motiv\u00e9s par la pr\u00e9sence d'\u00e9lectrolyte \u00e0 l'interface rev\u00eatement-acier. La CD est le mode de d\u00e9faillance le plus significatif sur le plan structurel.<\/p>\n\n\n\n Pas au sens strict \u2014 la d\u00e9lamination cathodique n\u00e9cessite une r\u00e9action cathodique \u00e0 la surface de l'acier, ce qui implique une cellule \u00e9lectrochimique et une forme de courant cathodique (courant impos\u00e9 ou anode sacrificielle). Cependant, des m\u00e9canismes de d\u00e9lamination similaires peuvent se produire sans CP appliqu\u00e9 dans des structures o\u00f9 des cellules galvanique se forment naturellement \u2014 par exemple, lorsque des m\u00e9taux dissemblables sont en contact, ou dans des zones de flux de courant de protection concentr\u00e9 au niveau de discontinuit\u00e9s g\u00e9om\u00e9triques.<\/p>\n\n\n\n Les m\u00e9thodes de d\u00e9tection hors sol incluent le sondage par gradient de tension en courant continu (DCVG) et le sondage Pearson \u2014 tous deux d\u00e9tectent des anomalies dans le champ \u00e9lectrique autour du pipeline indiquant des zones de d\u00e9lamination ou de vacances du rev\u00eatement. Pour confirmation, une excavation cibl\u00e9e et un examen direct du rev\u00eatement sont la m\u00e9thode d\u00e9finitive. Les jauges d'inspection de pipeline (PIG) avec capacit\u00e9 de mesure \u00e9lectrique peuvent \u00e9galement d\u00e9tecter les zones d\u00e9lamin\u00e9es sur des pipelines accessibles.<\/p>\n\n\n\nPourquoi c\u2019est un probl\u00e8me particulier pour les pipelines enterr\u00e9s et immerg\u00e9s<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Comment le test de r\u00e9sistance \u00e0 la d\u00e9lamination cathodique est effectu\u00e9<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\n
Quels rev\u00eatements ont une bonne r\u00e9sistance \u00e0 la CD ?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Que peut-on faire \u00e0 ce sujet ?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Questions \u00e0 poser<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
La d\u00e9lamination cathodique est-elle la m\u00eame que le cloquage cathodique ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
La d\u00e9lamination cathodique peut-elle se produire sans protection cathodique ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Comment savoir si une d\u00e9lamination se produit sur un pipeline en service ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Lecture connexe<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\n