Analyse des causes d’une corrosion ayant mené au percement d’une canalisation immergée
MATERIAUX 2014 Montpellier CJP-Expertise Anticorrosion et Protection Cathodique
53 rue de la marche des Milles 13330 Pélissanne Web : www.cjp-e.fr ; email :
[email protected]
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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
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Schéma du site Dépôt 1
Terre Joint isolant
+ PC2 -
- PC1 + Canalisation 1
Canalisation 2 Mer
Terre Dépôt 2 BM1
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Joint isolant
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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
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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)
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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.
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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
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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…
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Expertise et mesures sur site
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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…
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Rien ne semble correspondre aux hypothèses « standards » CJP-Expertise
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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…
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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)
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380 mA échangés… Dépôt 1
Terre
Joint isolant - PC + OFF
Mer
Ampèremètre 380 mA
Terre
Dépôt 2 Joint isolant
BM1 bride ouverte
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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…
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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…
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Joint isolant dépôt 2
En y regardant de plus près….
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A quelques cm près…
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Problème réglé…
Dès que le câblofil est coupé, les potentiels de part et d’autre du joint retrouvent des valeurs normales…
Avant
Joint dépôt 2 Coté dépôt Coté mer
On (mV/CuCuSO4) -500 -570
Off (mV/CuCuSO4) -490 -530
Après
Joint dépôt 2 Coté dépôt Coté mer
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On (mV/CuCuSO4) -440 -1140
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Off (mV/CuCuSO4) -440 -940
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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
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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]
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Courants échangés 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 )
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Confirmation…
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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
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Déversoir HS après 7 ans…
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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).
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Merci de votre attention.
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