Principe de la détermination de la densité de courant pour atteindre le potentiel de la protection cathodique
La dissolution du métal se fait dans un processus anodique. On a vu théoriquement que si le potentiel d'un objet qui se corrode est amené jusqu'au potentiel de la protection cathodique, alors la dissolution s'interrompt puisque thermodynamiquement la réaction devient impossible. Il en résulte une perte de poids nulle. Pour atteindre le potentiel correspondant au seuil de la protection cathodique, la surface entière de l'objet doit être parcourue par un courant s'exprimant en densité de courant (A/m2).
Dans les conditions de corrosion libre, la structure métallique a un potentiel de corrosion mixte E et se corrode à une vitesse proportionnelle à Icorrosion. Si l'on applique la polarisation cathodique afin que le potentiel de la structure diminue jusqu'à E1 par le courant I1 appliqué extérieurement, alors l'objet est partiellement protégé, puisque la vitesse de corrosion a diminué et vaut I'corrosion. Si l'on augmente le courant extérieur jusqu'à I2 pour que le potentiel descende à E2 correspondant au potentiel réversible de la réaction anodique, alors la dissolution anodique sera stoppée. L'objet est alors sous protection cathodique.
Paramètres jouant sur la densité de courant
La densité de courant nécessaire à l'obtention du seuil de protection est fonction du matériau à protéger (nature de l’équipement, présence d’un revêtement…) et des paramètres physico-chimiques de l'électrolyte au contact de celui-ci (présence de Ca2+ et Mg2+, corrosivité du milieu…).
Il faut également considérer le facteur temps (présence de dépôts pouvant se réduire, dégradation des revêtements…).
Ainsi, pour les aciers non alliés ou faiblement alliés, la densité de courant peut varier sensiblement au cours du temps dans les milieux qui contiennent en Ca2+ et Mg2+ (typiquement dans l'eau) : il se forme des dépôts calco-magnésiens (sorte de dépôt calcaire offrant une protection supplémentaire) par suite de l'alcalinisation du milieu à proximité de la surface. Dans ces conditions, le courant de polarisation requis pour une protection totale I2 diminue, puisque sa fonction principale n'est plus que de réparer les fissures du dépôt protecteur. Même si une telle interaction n'a pas lieu, l'augmentation de l'alcalinité qui résulte de la protection cathodique fournit une protection supplémentaire, puisque le fer n'a pas tendance à se corroder en présence modérée d'alcalins. Pendant que la surface du métal se recouvre d'un film protecteur, la valeur du courant de polarisation baisse.Cependant, le dépôt formé peut également se dégrader (par exemple en cas de nettoyage de la surface ou de tempête sur les ouvrages offshore) et la densité de courant doit alors être augmentée.
Ainsi, pour les aciers non alliés ou faiblement alliés, la densité de courant peut varier sensiblement au cours du temps dans les milieux qui contiennent en Ca2+ et Mg2+ (typiquement dans l'eau) : il se forme des dépôts calco-magnésiens (sorte de dépôt calcaire offrant une protection supplémentaire) par suite de l'alcalinisation du milieu à proximité de la surface. Dans ces conditions, le courant de polarisation requis pour une protection totale I2 diminue, puisque sa fonction principale n'est plus que de réparer les fissures du dépôt protecteur. Même si une telle interaction n'a pas lieu, l'augmentation de l'alcalinité qui résulte de la protection cathodique fournit une protection supplémentaire, puisque le fer n'a pas tendance à se corroder en présence modérée d'alcalins. Pendant que la surface du métal se recouvre d'un film protecteur, la valeur du courant de polarisation baisse.Cependant, le dépôt formé peut également se dégrader (par exemple en cas de nettoyage de la surface ou de tempête sur les ouvrages offshore) et la densité de courant doit alors être augmentée.
De ce fait, on distingue souvent la densité de courant initiale (nécessaire à la polarisation jusqu'au seuil de protection), de la densité de courant de repolarisation en cas de dégradation du pouvoir protecteur du dépôt calcaire Lorsque la protection cathodique est appliquée en conjonction avec un revêtement, les calculs du besoin en courant doivent prendre un coefficient de dégradation qui varie généralement au cours du temps. Pour les canalisations enterrées ou immergées, la mesure de la dégradation s'effectue sous forme d’une diminution de la résistance d'isolement qui dépend aussi de la résistivité du sol et de la corrosivité du milieu électrolytique environnant.
Tableau Dimensionnement des densités de courant en pratique
bonjour,
RépondreSupprimerpouvez vous m'indiquer le caurant nécessaire pour un 1m2 d'acier enrober et neterre en sable.
merci