Croissance et suffocation des attaques localisées de corrosion dans les environnements de gaz carbonique et d'acide acétique : application à la corrosion de la partie supérieure des lignes humides de transport de gaz sous un régime d'écoulement stratifié

par Jamel Amri

Thèse de doctorat en Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie

Sous la direction de Ricardo Nogueira.

Soutenue en 2009

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    L'objectif central de ce travail consistait à analyser en profondeur le comportement qualitatif, c. -à-d. Un taux de corrosion croissant suivi d'un ralentissement après une période non prévisible, fréquemment observé dans ce qui est communément appelé top-of-line corrosion (TLC). Une attention particulière a été portée au rôle de l'acide acétique (HAc) dans les mécanismes de croissance et de suffocation des attaques localisées dans des milieux saturés en COz. Le comportement cinétique de l'acier au carbone dans de telles conditions indique que le processus de dissolution n'est nullement lié à la présence de HAc mais plutôt à ce qui est désigné génériquement sous le nom de la corrosion par COz. Des mesures ZRA sur des piqures artificielles ont révélé que la croissance des attaques est auto-entretenue jusqu'à une profondeur critique au-delà de laquelle le courant d'accouplement chute brusquement, conformément à des cas réels de TLC. Des résultats issus d'une simulation numérique ont également montré que dans ces conditions, les piqures se propageraient et suffoqueraient selon les épuisements compétitifs locaux de HAc et COz.


  • Résumé

    Ln the present work, C02 corrosion of APl 5L X65 pipeline steel in the presence of acetic acid (HAc) was investigated. The objective of this research was to study a qualitative behaviour frequently found in the case of the so-called top-of-line corrosion (TLC). That is, increasing corrosion rates and steep shrinkage after certain - not predictable - time delay. The focus was on the role of HAc in the growth and stifling of localized attacks in C02-containing media. The kinetic behaviours of carbon steel in such brines indicated that the overall effect of HAc is a balance between an enhanced cathodic reaction rate and a slightly inhibited anodic reaction rate. Results also showed that the active dissolution is not directly related to the presence of acetic acid but rather to what is generically referred to as C02 corrosion. Zero resistance ammeter (ZRA) measurements on artificial pit electrode assembly, cou pied to numerical simulation results, indicated that local HAc concentration gradients sustain the pit growth mechanism to a certain critical depth. Beyond this critical depth, the coupling current sharply drops off and the pit undergoes a process of stifling. However, a substantial effect of the purely ohmic drop on the pit stabilization process appeared unlikely in such conditions. Instead, initiated pits were shown to propagate and stifle mainly according to the counteracting depletions of HAc and C02. On the basis of the obtained results, a complete scenario was therefore proposed for the morphological trend of localized attacks, which is in good agreement with field occurring TLC cases.

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  • Détails : 1 vol. (300 p.)
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  • Cote : TS09/INPG/0166/D
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