Gérer la corrosion sous l'isolation grâce à des inspections basées sur le risque

Les industries qui dépendent d'équipements et d'infrastructures métalliques, telles que les raffineries et les usines de traitement, sont confrontées à un problème de taille : la corrosion. Si la corrosion elle-même est largement reconnue, il existe un type spécifique de corrosion qui passe souvent inaperçu : la corrosion sous isolation (CUI). Cette forme insidieuse de corrosion se produit discrètement sous les matériaux d'isolation, ce qui en fait un adversaire difficile à détecter et à atténuer. En fait, saviez-vous que, selon une étude réalisée par ExxonMobil en 2003, la corrosion sous isolant est à l'origine de 40 à 60 % des coûts de maintenance des canalisations ?  

Dans ce blog, nous allons explorer les mécanismes sous-jacents des CUI et examiner comment les analyses d'inspection basées sur le risque (RBI) devraient être menées pour estimer le risque associé aux CUI afin de gérer efficacement ce mécanisme de dégradation. 

Commençons par définir exactement ce qu'est la corrosion sous isolation (CUI). 

La corrosion sous isolation (CUI) est un type grave de corrosion externe localisée qui affecte les équipements en acier au carbone et en acier faiblement allié. Elle se produit lorsque de l'eau pénètre dans l'isolation extérieure par des trous ou des interstices dans le revêtement isolant, ou lorsque l'humidité de l'air se condense sur la surface métallique sous l'isolation (phénomène connu sous le nom de transpiration). C'est la raison pour laquelle les CUI sont couramment observés dans les raffineries et les usines de traitement où les températures élevées provoquent des cycles thermiques. 

En l'absence d'un revêtement protecteur de bonne qualité, une perte importante de la paroi (corrosion) peut se produire.  

^{Figure 1: L'image montre l'équipement, le revêtement et l'isolation. Les flèches indiquent comment l'eau et la vapeur pénètrent à travers les fissures de l'isolation et provoquent des CUI.}  

La nature souvent aléatoire et localisée de l'attaque, et le fait qu'elle soit cachée sous l'isolation, rendent les CUI difficiles à détecter. 

Mais pourquoi avons-nous besoin de l'isolation en premier lieu, alors qu'elle est à l'origine de l'apparition des CUI ? 

Malgré le risque de CUI, l'isolation remplit une fonction cruciale qui l'emporte sur ses inconvénients potentiels. L'isolation est nécessaire pour protéger les matériaux sous-jacents, généralement l'acier, des effets néfastes des conditions environnementales. Les avantages de l'isolation en termes d'efficacité thermique, d'économie d'énergie et de protection du personnel en font un composant essentiel dans de nombreuses applications industrielles. Une conception adéquate de l'isolation, la sélection des matériaux et les pratiques d'entretien peuvent contribuer à minimiser l'apparition de CUI et à garantir l'efficacité globale des systèmes d'isolation. 

Nous savons donc déjà que l'isolation influe sur l'apparition de CUI, mais d'autres mécanismes jouent un rôle... 

Javaherdashti a identifié cinq facteurs clés qui ont un impact significatif sur l'IUC :  

Les inspections jouent un rôle essentiel dans la détection précoce et la gestion des CUI. Pour garantir une gestion réussie des inspections, il est important d'avoir une compréhension globale des mécanismes influençant les CUI, car cette connaissance oriente le calendrier et l'approche des inspections.  

Concentrons-nous un peu plus sur la stratégie d'inspection et voyons comment chacun de ces facteurs clés peut influencer les priorités d'inspection en fonction du risque de défaillance. Pour ce faire, nous devons d'abord nous pencher sur les inspections basées sur le risque (RBI). 

Les méthodologies d'inspection basées sur le risque (RBI) peuvent être utilisées pour atténuer efficacement le risque de CUI. Fondamentalement, les composants d'un équipement comportent des barrières de protection, telles que l'isolation et le revêtement, que nous voulons inspecter. La méthode RBI est une approche proactive qui donne la priorité aux inspections en fonction du risque de défaillance des barrières. Ces analyses sont effectuées au niveau des composants, en se concentrant sur des mécanismes de dégradation spécifiques tels que les CUI. En termes simples, le processus RBI implique ce qui suit : 

Les évaluations de la susceptibilité à la défaillance et des conséquences de la défaillance sont utilisées pour évaluer la criticité ou le risque global. Cette criticité, ainsi que la durée de vie restante, sont ensuite utilisées pour déterminer la date de la prochaine inspection et, dans certains cas, une stratégie d'inspection appropriée. 

Examinons maintenant les cinq facteurs clés qui influencent les CUI et étudions leur impact sur les analyses d'inspection basées sur le risque (RBI). 

L'isolation est souvent la deuxième barrière contre la corrosion. Des facteurs tels que l'âge, l'état et le type de matériau sont cruciaux car ils influencent sa capacité à retenir ou à évacuer l'eau.  

En termes de RBI, l'impact du matériau d'isolation sur la susceptibilité à la défaillance doit être pris en compte. 

Pour assurer une protection supplémentaire, il est fortement recommandé d'appliquer des revêtements sous l'isolation. En plus d'un revêtement résistant aux CUI, il est conseillé d'appliquer une protection cathodique (PC), en particulier à haute température. Le revêtement est la première barrière contre la corrosion. 

Il est important de noter ici que RBI doit tenir compte de la durée de vie restante du revêtement, qui peut permettre de repousser la date de la prochaine inspection de l'équipement. 

La corrosion sous isolation (CUI) peut affecter les aciers au carbone et les aciers faiblement alliés à des températures comprises entre -12°C et 175°C. Elle affecte également les aciers inoxydables austénitiques et les aciers inoxydables duplex à des températures comprises entre 60°C et 205°C. Elle affecte également les aciers inoxydables austénitiques et les aciers inoxydables duplex à des températures comprises entre 60°C et 205°C (140°F et 400°F).  

La durée de vie restante peut généralement être déterminée pour les aciers au carbone et les aciers faiblement alliés. Cependant, lorsqu'il s'agit d'aciers inoxydables austénitiques et duplex, le CUI apparaît sous la forme d'une fissuration par corrosion sous contrainte due au chlorure externe (Cl-SCC) à des températures plus élevées (au-delà du seuil de température de la paroi du métal). Dans ce cas, il n'est pas possible de déterminer la durée de vie restante des composants.  

Par conséquent, l'approche de l'inspection basée sur le risque (RBI) en ce qui concerne les CUI varie en fonction du matériau de l'équipement et de la température de fonctionnement. 

L'atmosphère joue un rôle essentiel dans les CUI en fournissant l'eau nécessaire à la corrosion. Cette eau peut provenir de sources naturelles telles que les précipitations, les embruns et les eaux souterraines, ainsi que de facteurs industriels tels que la dérive des tours de refroidissement et le déversement de liquides de traitement. En outre, les substances corrosives telles que les chlorures et les sulfates présents dans l'atmosphère contribuent à l'IUC, en particulier dans les environnements marins ou côtiers et dans les installations industrielles telles que les raffineries et les usines chimiques.  

Le type d'atmosphère doit donc être pris en compte lors de la détermination de la susceptibilité à la défaillance dans le cadre du RBI. 

La conception comprend à la fois la conception de l'équipement et l'agencement de l'usine, et elle peut permettre d'éliminer complètement le besoin d'isolation en fournissant une protection contre les environnements difficiles et en maintenant les températures en dessous d'un seuil critique. Toutefois, si l'isolation reste nécessaire, les complexités de la conception, telles que la forme et les fixations, peuvent rendre difficile l'application efficace de l'isolation. 

La conception joue donc un rôle essentiel, soit en empêchant totalement les CUI, soit en réduisant leurs effets résultant des quatre facteurs mentionnés plus haut. Par conséquent, la conception influence réellement la RBI indirectement par le biais de ces quatre autres facteurs. 

Étant donné la complexité de l'évaluation précise du risque associé aux CUI, il peut être extrêmement utile de disposer de conseils. L'IMS PEI constitue une ressource précieuse, car il fournit des conseils étape par étape pour la réalisation de l'analyse de l'inspection basée sur le risque (RBI). Il prend en compte des facteurs tels que les mécanismes de dégradation, le type d'équipement/composant et le matériau afin de déterminer l'approche RBI la plus appropriée. 

IMS PEI propose une série d'outils adoptés pour la corrosion sous isolation (CUI), notamment un questionnaire sur la susceptibilité à la défaillance, un calculateur de taux de corrosion CUI, une estimation de la durée de vie du revêtement, une recherche de criticité basée sur la susceptibilité à la défaillance et les conséquences de la défaillance, une recherche d'intervalle d'inspection maximal basée sur la criticité et une recherche de stratégie d'inspection basée sur la criticité. La stratégie d'inspection définit l'étendue de la couverture d'inspection. La sélection de l'approche CUI RBI appropriée est influencée par le matériau du composant et la température de fonctionnement. 

De la même manière, IMS PEI sera votre compagnon fiable, vous guidant à travers les analyses RBI pour toutes vos autres combinaisons de composants et de mécanismes de dégradation. Grâce à son assistance, vous pouvez évaluer en toute confiance les risques associés sans vous laisser submerger par les subtilités.