La corrosion

CI Traitement Chimique:

Inhibiteurs

Un inhibiteur de corrosion est une substance qui, ajoutée en très faibles quantités dans le milieu corrosif, diminue ou annule son agressivité en formant un composé insoluble qui se dépose à la surface du métal. soit à l'anode; soit à la cathode,

Bactéricides:

Le rôle des bactéricides est de tuer les bactéries ou par fois de limiter leur métabolisme.

PROTECTION CATHODIQUE

b) Protection cathodique par courant imposé

Le principe de cette protection consiste  à relier au pôle négatif d'une source à courant continu, l'ouvrage à protéger, tandis que le pôle positif est relié à une pièce conductrice  enterrée à une certaine distance.

Le courant partant de cette pièce appelée déversoir, traverse le sol, est capté par la

canalisation et retourne au générateur par circulation dans le métal de la conduite.

La canalisation est alors rendue négative par rapport au sol. Si le critère de potentiel est

atteint en tous points, la conduite est protégée cathodiquement.

PROTECTION CATHODIQUE

a) Protection par anodes sacrificielles :

La protection cathodique d'une canalisation en acier pouvait être obtenue par liaison électrique à une masse métallique, appelée anode sacrificielle ou anode soluble, faite d'un métal moins noble que l'acier, de façon  à baisser le potentiel de la conduite en dessous du seuil de protection (- 850 mV par rapport à l'électrode de référence Cu/Cu SO4).

La corrosion

MOYENS DE LUTTE CONTRE LA CORROSION

AI PROTECTION PASSIVE: (Revêtements)

Elle consiste en l'isolement du métal par rapport au milieu et réduire les besoins en courant de protection cathodique, c'est le but de revêtement.

B/ PROTECTION ACTIVE: (protection cathodique)

Principe De La Protection Cathodique:

Le phénomène de la corrosion du fer peut être défini par l'opération d'oxydation

Fe    ------------>   Fe²⁺

Donc le Fer, plongé dans un électrolyte qui est le sol, perd des électrons et donne naissance à des ions positifs qui entrent avec un ion négatif de l'électrolyte.

Le moyen utilisé pour l'opposition du départ des électrons c'est l'application de la protection cathodique, qui consiste à retenir les ions chargés positivement à la surface du métal, c.à.d à faire un apport d'électrons chargés négativement à la surface du métal. C'est de polariser négativement, par rapport au milieu électrolytique, le métal ou la structure à protéger.

Deux types de système peuvent être envisagés pour assurer la protection cathodique d'un ouvrage:

-          Les anodes sacrificielles (réactives)

-    Le courant imposé (par soutirage de courant).

CI Traitement Chimique:

Inhibiteurs

Un inhibiteur de corrosion est une substance qui, ajoutée en très faibles quantités dans le milieu corrosif, diminue ou annule son agressivité en formant un composé insoluble qui se dépose à la surface du métal. soit à l'anode; soit à la cathode,

Bactéricides:

Le rôle des bactéricides est de tuer les bactéries ou par fois de limiter leur métabolisme.

La corrosion

Formes de la corrosion :

Il existe plusieurs formes de corrosion électrochimique :

- Corrosion généralisée, elle affecte toute l’interface métal - milieu corrosif par suite d’une délocalisation des zones anodiques et cathodiques. Elle peut être uniforme ou non. C’est le cas de l’enroulement de l’acier dans les environnements naturels.

- Corrosions localisées, elles proviennent de la localisation des zones anodiques en certains endroits de l’interface, pour des raisons d’hétérogénéité dans le métal ou dans l’électrolyte. La pénétration de la corrosion est d’autant plus rapide que le rapport de la surface anodique sur la surface cathodique est faible.

- La corrosion par piqûres, qui touche, par exemple, l’acier recouvert de la calamine, ou les aciers inoxydables en milieux chlorurés.

- La corrosion inter granulaire des aciers inoxydables austénitiques sensibilisés à chaud par précipitation du carbure de chrome aux joints des grains.

- Les corrosions sélectives, touchant la phase la moins noble de la structure métallurgique (graphitisation des fontes grises, dézincification des laitons, désaluminisation, des cupro-aluminiums, etc..).

- La corrosion galvanique ou bimétallique, qui se traduit par l’accélération de la corrosion du métal le moins noble quand celui-ci est en continuité électrique avec un métal plus noble, exposé au même électrolyte.

- La corrosion par aération différentielle qui se traduit par accroissement de la corrosion dans les zones les moins aérées, qui fonctionnent comme les anodes. La corrosion par piles géologiques en est le meilleur exemple, une structure métallique, comme un pipeline ou un puits, qui rencontre plusieurs qualités de terrains, peut voir sa corrosion plutôt localisée dans les zones les moins aérées, telles que les argiles. D’une façon plus générale, des différences de nature de terrains peuvent conduire à la localisation préférentielle de la corrosion dans les zones de moindre résistivité.

- La corrosion caverneuse des aciers inoxydables en milieux chlorurés, possède un phénomène plus complexe, mais se traduit aussi par attaque préférentielle des zones où le milieu est moins renouvelé (sous dépôt, dans les recoins, sous les joints, etc..).

La corrosion bactérienne

3- Corrosion Bactérienne:

Les bactéries sont des micro-organismes adhérent à la surface des métaux et provoquent l'accumulation d'acides et de gaz dissous.

Les bactéries interviennent à la fois dans l'eau et dans l'air, quelques­ unes se développent dans l'oxygène (bactéries aérobies), tandis que l'autres. ne nécessitent pas la présence d'oxygène (bactéries anaérobies).

Les bactéries peuvent tirer leur énergie aussi bien à partir de matières minérales que de matières organiques.

Les Bactéries Sulfato-reductlices (B.S.R) :

Se sont des bactéries anaérobies très actives leur source énergétique provient de leur pouvoir oxydo-reducteur, en particulier se trouvent dans les eaux de gisement pétrolifères.

Les B.S.R se développent quand les conditions physico-chimiques le permettent.

- Présence d'ions sulfates,

- Présence de matières organique,

- Teneur en oxygène dissous négligeable,

- PH voisin de la neutralité 5.5 à 9.5,

- Température ambiante ou légèrement élevée.

MÉCANISMES: (Comment influent les B.S.R sur les métaux)

Les bactéries interviennent indirectement dans la détérioration des aciers par libération de H2S qui attaque le métal ou par dépolarisation cathodique d'où active la corrosion électrochimique, diminution de PH, formation d'une pile de corrosion par aération différentielle, etc.

  

 En présence de HCl,

        2HCl + FeS    ---------->           H₂S + FeCl₂

 à l’anode:                           Fe    ----------->          Fe²⁺  + 2é

        Fe²⁺ + H₂S   ------------>          FeS + 2H⁺

    2H⁺ + (SO₄)^2- + 4H₂   ------------->          H₂S + 4H₂O

 à la cathode:                2H₂O  -------------->         2H⁺ + 2OH^-

 2H⁺ + 2é  ------------->          H₂

Somme:    Fe + (SO₄)^2- + 3H₂  -------------->         2H₂O + 2OH^- + FeS

Si nous avons du CO₂ nous pouvons avoir:

CO₂ + H₂O  -------------->       H₂CO₃

FeS + H₂CO₃  ---------->        FeCO₃ + H₂S

La corrosion

Potentiels standards d'équilibre d'oxydo-reduction à 25°c
par rapport à l'électrode d'hydrogène (E.H)

RÉACTIONS ÉLECTROCHIMIQUES	POTENTIELS STANDARDS / E.H
Au     <------>  Au3+   +  3é	+ 1.50
2H2O <------>  O2 + 4H+ + 4é	+ 1.23
Pt      <------>  Pt2+ + 2é	+ 1.19
Ag     <------>  Ag+ + é	+ 0.80
4OH- <------>  O2 + 2H2O + 4é	+ 0.40
Cu     <------>  Cu2+ + 2é	+ 0.34
H2     <------>  2H+ + 2é	0.00
Pb     <------>   Pb2+ + 2é	- 0.13
Sn     <------>   Sn2+ + 2é	- 0.14
Ni     <------>    Ni2+ + 2é	- 0.25
Cd    <------>    Cd2+ + 2é	- 0.40
Fe     <------>    Fe2+ + 2é	- 0.44
Cr     <------>    Cr3+ + 3é	- 0.74
Zn    <------>     Zn2+ + 2é	- 0.76
Al     <------>     Al3+ + 3é	- 1.67
Mg   <------>      Mg2+ + 2é	- 2.37
Na    <------>      Na+ + 1é	- 2.71

La Corrosion Electrochimique

2-La Corrosion Électrochimique : (humide)

C'est la corrosion la plus répandue, elle a lieu en présence d'un milieu aqueux favorisant les échanges des particules chargées électriquement.

Mécanisme De La Corrosion Électrochimique :

Lorsqu'on plonge un métal (m) de valence (n) dans un milieu aqueux, le métal se dissout de la manière suivante :

M  --------->  Mⁿ⁺ + n é                 Réaction anodique

Selon le milieu dans lequel se produit la corrosion, selon sa concentration en ion H⁺ (ou PH) et sa teneur en oxygène dissous, plusieurs réactions cathodiques peuvent avoir lieu, dont les principales sont données ci-dessous:

Acide (PH < 7) Désaéré :

2H⁺ +2 é  ----------->  2H₂

Acide (PH < 7) Contenant De Dissous :

O₂ + 4H⁺ + 4é ------------->  2H₂O     

Milieu Neutre Ou Basique (PH ≥ 7) Contenant De L'oxygène Dissous:

O₂ + 2H₂O + 4 é  ----------->  4 OH^-

Aspect Thermodynamique De La Corrosion Électrochimique:

Il est intéressent d'aborder l'aspect thermodynamique, pour savoir si ces réactions sont possibles, dans quelles directions elles peuvent évoluer, il nous faut pour cela connaître les potentiels d'équilibre des divers réactions anodiques et cathodiques.

Le potentiel dépend à la fois du métal et du milieux, de ce fait, on va se différencier deux types de potentiel : Le potentiel standard d'électrode pris par un métal plongé dans une solution 1M d'un de ses sels et le potentiel spontané pris par un métal plongé dans une solution quelconque (ou potentiel de dissolution). Ce potentiel est représenté par l'équation de NERNST.

E = E° + RT/ nF x Ln(am)n+

 

                                                                                                                

R = La constante moléculaire des gaz [J/K°.mol]
 

F = Faraday
 

n = Valence

(am)ⁿ⁺ = Activité des ions Mⁿ⁺

E° = Potentiel standard.

La corrosion chimique

1-La Corrosion Chimique:

Elle traduit l'attaque du métal par une réaction chimique avec le milieu ambiant sans intervention de courant électrique (du moins au début de l'attaque). Cela nécessite généralement une température élevée et de ce fait, cette corrosion caractérise les ouvrages où la thermique entre en jeu (conduite de fumées, conduits de vapeurs, etc..).

On remarque que les produits de corrosion restent à la surface du métal et que la corrosion sèche nécessite, pour se poursuivre, un processus de diffusion à travers la couche formée, on distingue trois stades successifs:

Adsorption: Fixation des molécules de gaz à la surface du métal; il n’y a pas encore réaction chimique.

Formation D'un Film Mince:

L'épaisseur du film est comprise entre 30 angströms et quelques micromètres.

Formation D'un Film Épais:

C'est le cas de certains métaux lorsqu'ils sont portés à une température élevée.

Pellicule de rouille dans le cas du Fer

La corrosion

Généralités &  Définitions

La Corrosion:

D'une manière, générale, la corrosion peut être définie comme étant la détérioration de la matière à cause de son environnement.

La Corrosion Des Métaux :

La plus part des métaux sont trouvés à l'état naturel, à l'état d'oxyde ou de sel. La production des métaux purs demande un grand apport d'énergie cette énergie est stockée et est disponible pour donner la force nécessaire au retour du métal à son état original, soit un oxyde ou un sel.

Cela signifie que les métaux sont instables vis à vis de la plus part des environnements et ont une tendance naturelle à retourner à leur état original de faible énergie ou « corrodé ».

Il existe trois types de corrosion d'un métal:

1-La Corrosion Chimique

2-La Corrosion Electrochimique

3- Corrosion Bactérienne

La corrosion

INTRODUCTION

Dans les installations pétrochimiques, la corrosion est un phénomène nuisible pour les équipements (bacs de stockage, pompes, pipes, séparateurs, etc.…)

La réparation des dégâts causés par ce phénomène nécessite des dépenses énormes.

Ce phénomène se produit en raison de la nature physico-chimique des produits véhiculés dans ces installations, et de milieu environnant. Les conséquences de la corrosion sont généralement la détérioration des matériaux de construction des équipements.

La non / ou la mauvaise protection de ces équipements contre ce phénomène se traduit généralement par une diminution importante de leurs performances ou leur remplacement.

Dans le domaine pétrolier, le problème de corrosion s'attaque aux installations dont il dispose (bacs de stockage, pipes etc..).

Ce phénomène apparaît d'une façon remarquable au niveaux des stations, à l’intérieure des canalisations et les fonds de bacs dont les conséquences sont: la non sécurité des installations, les dépenses de réparation, la manque à gagner d'ouvrage etc.

De grands pas ont été faits dans le domaine de protection contre la corrosion, mais le problème n'est pas résolu d'une manière définitive.

La science de corrosion dispose plutôt de recommandations et précautions de protection que de remèdes définitifs.

Dans ce document, une étude générale du phénomène de corrosion sera présentée, dans laquelle la corrosion des installations pétrolières sera traitée avec plus de détails, on envisagerons les moyens de protection (revêtements, protection cathodique, inhibiteurs, bactéricides etc..).