théorie générale de la protection cathodique
TRANSCRIPT
![Page 1: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/1.jpg)
Analyse des causes d’une corrosion
ayant mené au percement d’une
canalisation immergée
MATERIAUX 2014
Montpellier
CJP-ExpertiseAnticorrosion et Protection Cathodique
53 rue de la marche des Milles 13330 PélissanneWeb : www.cjp-e.fr ; email : [email protected]
1
![Page 2: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/2.jpg)
Contexte
Canalisation qui relie 2 dépôts, et est sous protection
cathodique
2 km immergée, 2,5 km enterrée/envasée
Revêtement PE + béton de lestage en mer
Contrôle annuel OK 6 mois plus tôt
201.12.14 CJP-Expertise
![Page 3: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/3.jpg)
Schéma du site
301.12.14 CJP-Expertise
Dépôt 1
Mer
Terre
Terre
Dépôt 2
BM1 Joint isolant
Joint isolant
- PC1 + + PC2 -
Canalisation 2
Canalisation 1
![Page 4: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/4.jpg)
Contexte
En aout, le revêtement du pipeline en mer est
dégradé lors du déplacement d’une ancre.
L’inspection sous marine confirme la dégradation
du revêtement mais pas d’enfoncement du métal
401.12.14 CJP-Expertise
![Page 5: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/5.jpg)
Début des problèmes…
Protection cathodique hors service lors du
contrôle mensuel d’aout.
Diagnostic rapide : déversoir anodique de
secours utilisé depuis 2 ans est HS, donc plus de
PC sur les 2 canalisations.
Tentative sur site de remise en route sans succès
(absence de matériel adapté)
501.12.14 CJP-Expertise
![Page 6: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/6.jpg)
Début des inquiétudes…
Des inspections sous marines 1 mois après
l’incident indiquent que le métal dans les défauts
de revêtement créés semble se corroder.
Rapidement les corrosions sont confirmées sur
plusieurs défauts…
La canalisation est mise en sécurité, le produit
est remplacé par de l’eau douce.
601.12.14 CJP-Expertise
![Page 7: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/7.jpg)
Perte de confinement
3,5 mois après l’incident sur le revêtement en
mer, les plongeurs constatent une perte de
confinement mise en place d’un collier
D’autres corrosions sont observées à proximité
mais sont non débouchantes
701.12.14 CJP-Expertise
![Page 8: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/8.jpg)
La corrosion continue
Dans les jours qui suivent de nouvelles
perforations sont observées, les corrosions
semblent très rapides.
Le 1° percement a eu lieu en 3,5 mois sur une
canalisation de 6,3mm d’épaisseur, soit 20
mm/an…
801.12.14 CJP-Expertise
![Page 9: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/9.jpg)
Expertise et mesures
sur site
901.12.14 CJP-Expertise
![Page 10: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/10.jpg)
Lancement des investigations
Plusieurs hypothèses sont avancées.
Inversion des polarités au poste
Corrosion bactérienne
Chimie locale dans la vase
Interférence entre les PC des canalisations
Courants vagabonds…
Rien ne semble correspondre aux hypothèses
« standards »
1001.12.14 CJP-Expertise
![Page 11: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/11.jpg)
Alors quoi ???
Selon les informations des plongeurs, la surface
à nue est de l’ordre de 100 cm².
Une vitesse moyenne de 1 mm/an correspond à
un courant de 0,1mA/cm²
Nous partons donc à la recherche d’un courant
d’environ 220 mA…
1101.12.14 CJP-Expertise
![Page 12: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/12.jpg)
Mesures de courant
Mesure du courant dans la BM1 (chambre à
vanne). Une bride est ouverte à notre demande
Un courant de 380 mA circule entre la partie à
terre (cathode) et la zone en mer (anode) !!!...
Il ne reste plus qu’à trouver la source de ce
courant dans une zone connue pour n’avoir qu’1
seul défaut de revêtement (inspection DCVG 2
ans auparavant)
1201.12.14 CJP-Expertise
![Page 13: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/13.jpg)
380 mA échangés…
1301.12.14 CJP-Expertise
Dépôt 1
Mer
Terre
Terre
Dépôt 2
BM1 bride
ouverte
Joint isolant
Joint isolant
- PC +
OFF
Ampèremètre
380 mA
![Page 14: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/14.jpg)
Remise en service PC1
Nous réussissons à remettre en service une
anode provisoire sur le poste 1.
Nous réglons le poste à 6 A, alors que 150 mA
suffisaient avant l’incident
Mais les potentiels ne sont toujours pas bons…
1401.12.14 CJP-Expertise
![Page 15: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/15.jpg)
Un des coupables…
Vérification du joint isolant dépôt 1 : OK
1,9 A circulent dans la liaison de la BM1 !!!
Joint isolant du dépôt 2 HS…
1501.12.14 CJP-Expertise
![Page 16: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/16.jpg)
Joint isolant dépôt 2
En y regardant de plus près….
1601.12.14 CJP-Expertise
![Page 17: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/17.jpg)
A quelques cm près…
1701.12.14 CJP-Expertise
![Page 18: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/18.jpg)
Problème réglé…
Dès que le câblofil est coupé, les potentiels de part et
d’autre du joint retrouvent des valeurs normales…
Avant
Après
1801.12.14 CJP-Expertise
Joint dépôt 2 On (mV/CuCuSO4) Off (mV/CuCuSO4)
Coté dépôt -440 -440
Coté mer -1140 -940
Joint dépôt 2 On (mV/CuCuSO4) Off (mV/CuCuSO4)
Coté dépôt -500 -490
Coté mer -570 -530
![Page 19: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/19.jpg)
Un peu de théorie…
Nous avons voulu vérifier d’un point de vue
théorique qu’un couplage cuivre/acier avec
l’anode et la cathode distants de 2 km pouvait
générer un tel courant d’échange !
En utilisant la Loi d’Ohm, on estime la densité
de courant de couplage pour une différence de
tension donnée
1901.12.14 CJP-Expertise
![Page 20: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/20.jpg)
Densité du courant de couplage
2 formules pour le calcul de la résistance de
l’anode
R = r/4.r (N4 NACE) Avec :
R résistance du défaut
r : Résistivité du milieu
r : rayon équivalent du défaut
Mac Coy : l’acier est une anode…
Loi d’Ohm j = 4xDU/(p.r.r) [A/m²]
2001.12.14 CJP-Expertise
![Page 21: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/21.jpg)
Courants échangés
2101.12.14 CJP-Expertise
Tout défaut de moins de 6 cm de diamètre a
une résistance telle que les bonnes densités de
courant par couplage sont observables en eau
de mer (0,2 W.m )
![Page 22: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/22.jpg)
Confirmation…
2201.12.14 CJP-Expertise
![Page 23: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/23.jpg)
Et sur les défauts à terre ?
Lors d’une campagne DCVG, nous avons trouvé 2
défauts de revêtement… la corrosion aussi !!!
1 corrosion importante vue par un piston
instrumenté au niveau d’un défaut de revêtement
(Bande mal posée).
Rien sur le 2° défaut de gradient très faible
Une autre corrosion sur un défaut non detecté en
DCVG, conduite à 6 à 8 m de profondeur
2301.12.14 CJP-Expertise
![Page 24: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/24.jpg)
Déversoir HS après 7 ans…
2401.12.14 CJP-Expertise
![Page 25: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/25.jpg)
Conclusions
Plusieurs éléments ont mené à cet incident
PC hors service : le déversoir était HS depuis 2 ans, et fonctionnait en mode
secours
Déversoir de secours posé en 2004, anodes graphite reliées par des câbles simple
isolement et abîmés à la pose (Non respect des spécifications techniques)
Joint isolant court-circuité : travaux non déclarés
Absence de contrôle en juillet
Milieu extrêmement conducteur : mer + vase
La vitesse de corrosion est hors norme, 20 mm/an, et a surpris
tout le monde.
Couplage : anode et cathode situées à 2 km !!!...
Le temps de réaction standard dans la profession face à l’arrêt de
la PC n’étaient pas suffisants ( 3 mois entre 2 contrôles de poste).
2501.12.14 CJP-Expertise
![Page 26: Théorie générale de la protection cathodique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042605/585c80071a28abed218e0263/html5/thumbnails/26.jpg)
Merci de votre attention.
01.12.14 CJP-Expertise 26