Introduction
Les revêtements jouent un rôle clé dans la protection des systèmes de pipelines. Les pipelines transportent les carburants, l'eau, les produits chimiques et les fluides industriels qui assurent le fonctionnement des villes et des industries. En raison de leur structure souterraine, ils sont constamment exposés à des environnements difficiles qui entraînent la corrosion, l'abrasion, la rouille, etc. Cela peut affaiblir la structure et les réparations peuvent être coûteuses.
Le développement et la construction d'un réseau de pipelines nécessitent plusieurs années de planification, d'enquêtes et d'études, en tenant compte de divers facteurs. Ainsi, les revêtements de pipelines servent de couche protectrice sur les surfaces externes et internes des conduites. Il garantit l'intégrité et une durée de vie plus longue, en protégeant contre la terre, l'eau, la boue et d'autres éléments.
Cet article traite des revêtements de canalisations - externes et internes -, de leur fonctionnement et de la façon dont ils protègent les différents types de corrosion. En outre, nous aborderons les principaux revêtements de canalisations et le processus de fabrication des canalisations revêtues. Alors, lisez jusqu'à la fin.
Revêtements externes et revêtements internes
Les revêtements de canalisations doivent être appliqués sur les surfaces internes et externes des canalisations. Chacun d'entre eux a un niveau d'importance différent. La plupart des oléoducs et gazoducs sont recouverts d'un revêtement barrière associé à un système de protection cathodique (CP). Non seulement ils empêchent la corrosion des conduites, mais ils améliorent également l'efficacité de l'écoulement. Les normes réglementaires imposent cette combinaison. Voyons en quoi les revêtements externes et internes diffèrent et de quelle manière :
Revêtements extérieurs :
Ces revêtements sont appliqués sur la surface extérieure des tuyaux et les protègent des menaces extérieures telles que la terre, l'eau de mer et les dommages mécaniques. La terre, corrosive par nature, peut se présenter sous forme de boue ou de sable et peut causer de graves dommages. En outre, les roches, les minéraux, les bactéries et l'humidité aggravent également les dommages. C'est là que les revêtements externes, lorsqu'ils sont appliqués avec le système CP, empêchent la corrosion de la conduite et maintiennent l'intégrité structurelle. Il convient de noter que, même si la couche primaire se dégrade, la couche CP protège toujours le tuyau en acier nu.
Revêtements internes :
Les revêtements internes sont appliqués à l'intérieur pour protéger le tuyau de la corrosion causée par le produit transporté. Il peut s'agir de CO₂, de H₂S, d'eau ou de solides. C'est pourquoi, au lieu de revêtements minces à base de solvants, on applique généralement des revêtements solides résistants à la corrosion. Ces revêtements forment un film protecteur dense qui empêche le mouillage. Ils contribuent à bloquer la corrosion et à réduire les frottements, ce qui permet au fluide de circuler plus facilement.
Types de corrosion courants et mécanismes de protection des revêtements
La principale raison de la défaillance des pipelines est la "corrosion". Elle commence à petite échelle et se développe dans l'isolation, les conditions humides, le sol ou les dépôts. Pour y remédier, vous devez comprendre les types de corrosion les plus courants et la manière dont les revêtements peuvent y remédier. En voici quelques-uns :
1) Corrosion uniforme (générale)
Il s'agit du type de corrosion le plus courant, causé par des conditions d'humidité élevée. Elle peut également se produire lorsque les métaux sont exposés à une quantité excessive d'eau, de pluie, d'oxygène, d'alcalis ou d'acides. En conséquence, l'épaisseur de la paroi du matériau se relâche au fil du temps sur la surface exposée. Il en résulte une réduction de la capacité de charge et un affaiblissement de l'ensemble du matériau.
Ici, le revêtement protège contre la corrosion en formant une couche. Il sépare l'acier de l'oxygène, de l'eau et des ions. En résumé, moins de contact signifie moins de corrosion.
2) Corrosion par piqûres
Une forme de corrosion très agressive qui se forme dans des milieux contenant du chlorure, comme l'exposition à l'eau de mer. Elle décompose le film, créant des trous profonds, apparemment petits à la surface, mais qui peuvent en fait s'étendre à des cavités étroites, provoquant des fuites.
Les revêtements polymères denses sont parfaits pour ce type de corrosion, car ils se diffusent lentement. Si le revêtement résiste aux dommages, il réduit également les points d'initiation de la corrosion. Dans le même temps, une bonne couverture continue des bords peut s'avérer efficace.
3) Corrosion caverneuse (corrosion sous dépôt ou en zone blindée)
La corrosion caverneuse se produit en raison de l'appauvrissement en oxygène dans les zones confinées et stagnantes. Il s'agit notamment des zones de sous-dépôt, des boulons, des joints de recouvrement et des joints d'étanchéité. Elle se propage rapidement, affaiblissant les joints et les fixations. C'est pourquoi elle est difficile à traiter, car elle crée des conditions agressives une fois qu'elle a commencé.
Le revêtement permet de sceller les espaces étroits, de combler les aspérités de la surface et de fermer les voies d'accès. Les revêtements à faible perméabilité réduisent les mouvements d'humidité. En même temps, un revêtement approprié des joints et des systèmes appliqués sur le terrain sont essentiels pour les zones soudées où la corrosion par crevasses se produit.
4) Corrosion galvanique (corrosion de métaux différents)
La principale cause de corrosion galvanique est la réaction électrochimique entre deux métaux dissemblables couplés dans un électrolyte. Dans ce cas, l'un des métaux agit comme une cathode et l'autre comme une anode, tandis que le métal le moins noble se corrode rapidement.
L'utilisation de revêtements sacrificiels peut contribuer à prévenir la corrosion galvanique. Il utilise un métal comme le zinc, de sorte que le métal de base est préservé de la corrosion. En bref, le revêtement interrompt le chemin électrique à travers l'électrolyte. Pour les conduites enterrées, le revêtement, associé à un système de protection cathodique, peut donner de bons résultats. En effet, le système de protection cathodique peut remédier à des défauts mineurs.
Principaux types de revêtements de tuyaux disponibles
Epoxy avec Fusion Bonded (FBE)
Les époxydes fusionnés (FBE) sont des époxydes thermodurcissables et sont utilisés comme revêtements externes pour les tuyaux. Ils sont pulvérisés sur l'acier chaud. La poudre fond, s'écoule et durcit, formant une couche protectrice dure. Cette couche peut avoir une épaisseur de 14 à 16 mils. Elle peut résister à des conditions difficiles sous terre et sous l'eau.
Leurs principaux atouts sont une forte adhérence, une résistance aux produits chimiques et une résistance à la température. Toutes ces propriétés leur permettent de se distinguer dans diverses applications, notamment dans les usines de traitement chimique et dans les transports de pétrole et de gaz.
3PE/3PP (polyéthylène/polypropylène à trois couches)
En matière de résistance aux chocs, les revêtements 3PE/3PP se distinguent. Ces revêtements sont à trois couches, ce qui implique :
- 1ère couche (primaire) : Revêtement FBE. Il sert de couche résistante à la corrosion et d'adhésif
- 2ème couche (milieu) : couche adhésive en copolymère. Elle sert de couche intermédiaire, reliant les couches supérieure et inférieure.
- 3ème couche (en haut) : couche de polyéthylène ou de polypropylène. Elle contribue à la résistance aux chocs.
Ils combinent les avantages du FBE et du polyéthylène/polypropylène. Par conséquent, le revêtement est très résistant aux chocs et possède une résistance supérieure à la température. Les revêtements 3PE/3PP conviennent mieux aux pipelines enterrés depuis longtemps dans des sols agressifs ou dans des applications à haute résistance.
2PE/2PP (deux couches)
Il s'agit du même système que le système à 3 couches, sauf qu'une couche est éliminée. Il s'agit le plus souvent d'un adhésif et d'une couche de polyéthylène ou de polypropylène. La couche supérieure offre une grande résistance aux chocs et la base prévient la corrosion. Cette combinaison donne donc de bons résultats dans les applications de canalisations enterrées.
Cependant, la couche 2PE/2PP est une option rentable.
Émail au goudron de houille (CTE)
Utilisé depuis des décennies, l'émail au goudron de houille (CTE) a une longue histoire dans les applications de canalisations enterrées. Ces revêtements forment une couche thermodurcissable qui est durcie avec de la résine et un durcisseur. Après avoir été appliqués en plusieurs couches sur des tuyaux en acier chauds, ils durcissent pour former un revêtement protecteur dur qui résiste aux éléments extérieurs.
Les revêtements en émail de goudron de houille (CTE) sont généralement rentables. Le durcissement de l'émail au goudron de houille prend un peu plus de temps (5 à 7 jours) car le revêtement peut avoir une épaisseur de 15 à 35 millièmes de pouce. Parfois, on procède à un durcissement forcé, qui dure 8 heures à haute température. Ces revêtements sont chimiquement résistants et peuvent avoir une durée de vie plus longue, ce qui fait qu'ils sont surtout utilisés pour les réparations.
Polyuréthane (PU)
Les revêtements en polyuréthane (PU) sont courants et peuvent être utilisés sur les conduites en surface et comme revêtements internes. Comme ces revêtements sont solides, flexibles, résistants aux UV, à l'abrasion et aux chocs, ils trouvent des applications dans diverses industries, telles que la construction et l'automobile. Les revêtements en PU durcissent rapidement, ce qui permet d'augmenter les taux de production.
Leurs inconvénients sont la sensibilité à la température dans certaines variations et les conditions d'humidité. Ces facteurs affectent la qualité du revêtement.
Galvanisation à chaud
Même si le tuyau est durable et résistant à la corrosion, la galvanisation joue un rôle essentiel. La galvanisation à chaud consiste à immerger le tuyau dans du zinc en fusion, ce qui lui confère une couche protectrice. Cette méthode offre une meilleure protection contre la corrosion.
La galvanisation à chaud présente plusieurs avantages. Elle est rentable, facile et ne nécessite qu'un prétraitement minimal. Elle s'applique principalement aux conduites en surface et ne fonctionne pas bien pour les conduites enterrées. En effet, le sol agressif peut consommer le zinc.
Processus de fabrication des tubes revêtus
La fabrication de tuyaux revêtus est un processus long qui comporte plusieurs étapes. S'il est réalisé correctement, le revêtement peut durer plus longtemps et offrir une meilleure protection contre la corrosion. Cependant, des conditions incorrectes peuvent ne pas correspondre aux objectifs de longévité des conduites.
Prétraitement de la surface des tubes en acier : Tout d'abord, la surface du tube d'acier est nettoyée et profilée. Cette première étape implique un sablage abrasif, qui permet aux couches supérieures de bien adhérer.
Application du revêtement : Il existe plusieurs méthodes pour appliquer des revêtements sur les tubes en acier. Les différentes techniques d'application comprennent la pulvérisation, l'immersion, l'électrostatique et le laminage. Le type de revêtement, les types de corrosion et l'état des tuyaux déterminent la technique à appliquer pour garantir l'intégrité à long terme et le bon fonctionnement. Après le revêtement, les tuyaux sont durcis.
Inspection de la qualité : Enfin, l'inspection et le contrôle de la qualité sont effectués. Cette étape implique l'utilisation d'outils et de techniques de détection des défauts pour identifier les défauts et évaluer l'uniformité de la couverture du revêtement.
Conclusion
Maintenant que vous avez lu l'article, vous savez peut-être que ces revêtements jouent un rôle clé dans la protection des tuyaux en acier contre la corrosion et dans l'allongement de leur durée de vie. Ces revêtements doivent être appliqués sur les surfaces externes et internes du tuyau. En effet, l'environnement extérieur, le sable, les roches, les minéraux et l'eau affectent la surface extérieure du tuyau, mais les produits internes transportés corrodent également le tuyau. Ces dommages internes et externes affaiblissent l'intégrité structurelle et causent de graves dommages, ce qui entraîne des réparations coûteuses. Il convient donc de choisir le bon revêtement de canalisation en fonction du type de corrosion.
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