Etude de la corrosion haute température d’aciers industriels en présence d’espèces soufrées et d’acide naphténique

Study of high temperature corrosion of industrial steels in presence of sulfur species and naphthlenic acid

• Auteur / Autrice : Meriem El Kamel
• Direction : Philippe Marcus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique et chimie analytique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides naphténiques

Acier

Corrosion sèche

Résumé

L’un des objectifs actuels de l’industrie du raffinage est d’optimiser le traitement de pétroles bruts d’opportunité. Ces pétroles contiennent à la fois des espèces soufrées et des acides naphténiques. Lors de leur traitement dans les raffineries, une couche de sulfure de fer peut se former en surface des aciers, et ralentir dans certaines conditions la corrosion des aciers par les acides naphténiques. L’objectif de ce travail est de comprendre les mécanismes de corrosion d’aciers industriels sulfurés en présence d’acides naphténiques. La sulfuration des aciers XC18, 5Cr-0,5Mo et 304L a d’abord été étudiée à 300°C dans un pétrole brut soufré, conditions industrielles, puis dans le sulfure d’hydrogène, conditions bien contrôlées. Cette étude a permis d’identifier la formation d’une couche de pyrrhotite Fe1-xS et des données cinétiques ont été obtenues. L’étude de la corrosion des aciers sulfurés dans H2S en présence d’acide naphténique a permis de mettre en évidence un mécanisme de corrosion localisée. L’attaque localisée se généralise ensuite à toute la couche par attaque du substrat métallique, excepté pour l’acier inoxydable sulfuré où une absence de réactivité est observée dans nos conditions d’étude. Les sites préférentiels d’amorçage de l’attaque localisée sont la pyrrhotite formée à l’aplomb de carbures métalliques. La propagation de l’attaque à l’interface métal-sulfure est limitée par la présence d’oxyde de chrome. Dans ce mécanisme d’interaction, le rôle crucial de l’interface interne avec le métal, impliquant la présence d’hétérogénéités microstructurales et chimiques, et l’effet bénéfique de l’oxyde de chrome interfacial ont été clairement identifiés.