Revêtement de conduites
– Étanchéité avec des experts

La protection anticorrosion est notre domaine de spécialisation : Michael Schad et Luc Perrad répondent aux questions les plus importantes concernant le thème des revêtements de pipeline du magazine leader au niveau international World Pipelines.
 

Comment les revêtements de pointe peuvent-ils garantir une résistance à la corrosion ?

Par définition, le terme « de pointe » signifie que le produit est la toute dernière avancée technologique sur le marché. En ce qui concerne les grands pipelines pour pétrole et gaz, voici les revêtements les plus récents :

• Revêtements appliqués en usine :
  • Polyéthylène 3 couches (3LPE)
  • Polypropylène 3 couches (3LPP)
  • Poudre d’époxy appliquée par fusion (FBE)
     
• Revêtements appliqués sur site :
  • Joints sur site :
    • Manchons thermorétractables 3 couches
    • Bandes en polyéthylène-butyle 3 couches
    • Revêtements liquides (par exemple, époxy ou polyuréthane)
  • Rénovation :
    • Revêtements liquides (par exemple, époxy ou polyuréthane)
    • Bandes en polyéthylène-butyle 3 couches

En général, chaque revêtement doit prévenir au maximum la corrosion et doit garantir un niveau élevé de protection mécanique pour éviter que le revêtement ne soit endommagé. Pour les revêtements appliqués sur site, il faut en outre tenir compte de la facilité d’application, même dans des conditions difficiles sur le site (températures ambiantes, sable, surfaces contaminées, etc.). Les systèmes de revêtement doivent répondre aux normes internationales les plus strictes. En outre, la meilleure preuve pour un système de revêtement est sa capacité à garantir une résistance à la corrosion sur une longue durée. Ses performances ont ainsi été confirmées sur le terrain pendant des décennies de fonctionnement, avec de bons résultats en matière d’adhérence, de résistance à l’eau et à l’oxygène, d’isolation électrique, de résistance au décollement cathodique et de résistance mécanique.

En quoi la préparation des surfaces des pipelines et l’application des revêtements déterminent-elles l’efficacité des revêtements ?

Cette question se rapporte aux revêtements appliqués sur site où les conditions d’application ne sont pas entièrement contrôlées.

La préparation des surfaces comprend la propreté (enlever la poussière, la graisse, etc.), le profil de surface (motif d’ancrage) et l’humidité (pluie, brouillard ou condensation) :

• La propreté et l’humidité affectent en effet l’adhérence,
• Tandis que le profil de surface affecte le décollement cathodique.

Les conditions d’application des revêtements dépendent du type de revêtement :

• Les manchons thermorétractables nécessitent suffisamment de chaleur, y compris lors du pré-chauffage ou du post-chauffage, et doivent être appliqués en évitant d’emprisonner de l’air sous le manchon.
• Les revêtements liquides demandent de bonnes proportions de mélange, une épaisseur d’application adéquate et un durcissement suffisant entre les différentes passes.
• Les bandes en polyéthylène-butyle 3 couches requièrent une tension suffisante et un chevauchement constant, ce qui est généralement facile à réaliser avec un débobinoir manuel ou motorisé, par exemple le DENSOMAT^®-11.

Si les systèmes de revêtement répondent aux normes internationales les plus strictes, la majorité des défauts de revêtement qui se produisent sur site ne sont pas dus à une insuffisance intrinsèque des propriétés matérielles, mais à une préparation des surfaces inadéquate et à une application incorrecte du revêtement. Par conséquent, nous devons minimiser l’impact humain qui cause des défauts de revêtement en concevant des revêtements faciles à appliquer et qui tolèrent les erreurs. Un système de revêtement qui peut être corrigé ou ajusté pendant l’application (même avec une machine) a le plus de chances d’être efficace.

Comment les revêtements influencent-ils l’efficacité de l’écoulement ?

Selon notre expertise, cette question se pose pour les pipelines de transport de gaz. Un revêtement interne (fine couche d’époxy liquide durcissant par évaporation de solvants) réduit la friction entre la paroi interne du pipeline et le gaz transporté. En utilisant un revêtement interne à l’intérieur du pipeline, l’efficacité de l’écoulement peut être augmentée de jusqu’à +20 %. Le revêtement interne offre une surface lisse qui réduit considérablement les turbulences et le frottement dans le pipeline. En conséquence, les chutes (ou pertes) de pression le long de du pipeline sont également réduites, ce qui entraîne une diminution du nombre de stations de compression le long du tracé du pipeline. Le bénéfice financier obtenu par la réduction du nombre de stations de compression compense largement les coûts du revêtement interne. La fonction première du revêtement interne est de faciliter l’écoulement du fluide (gaz) et non pas vraiment de protéger les parois internes des pipelines contre la corrosion. Ce n’est pas le cas pour le transport du pétrole brut, où des attaques bactériennes peuvent se produire à l’intérieur du pipeline et entraîner de la corrosion. Ce phénomène est appelé corrosion d’origine bactérienne.

Détaillez-nous quelques avancées récentes et novatrices réalisées dans le domaine du revêtement des pipelines

Comme mentionné précédemment, la préparation des surfaces est essentielle pour garantir l’efficacité du revêtement (principalement l’adhérence). Il est facile de protéger la surface en acier sur site contre l’humidité (pluie ou brouillard) à l’aide de coffrages adaptés.Cependant, supprimer l’humidité provenant de la condensation de l’humidité de l’air (température du support inférieure au point de rosée) est beaucoup plus difficile et peut être très coûteux. Cela se produit généralement sur les pipelines exploités lorsque la température du fluide transporté est basse. De nombreux exploitants de pipelines ne veulent pas réduire ou arrêter l’écoulement du fluide transporté pendant l’application du revêtement (perte de profit). Ils ne sont pas non plus prêts à payer pour étanchéifier complètement le site des travaux et le doter d’air conditionné.

Dans ce cas, la solution la plus efficace est d’envisager un système de revêtement qui peut être appliqué sur des surfaces humides tout en garantissant le niveau de performance requis pour protéger le support de la corrosion. Ce type de revêtement a été récemment développé en combinant l’application de deux bandes, une bande en pétrolatum et une bande en polyéthylène-butyle, qui adhèrent fortement l’une à l’autre (et présentent donc une rupture cohésive lors du test de pelage). Contrairement aux revêtements époxy conçus pour les surfaces humides, ce nouveau système ne nécessite pas de nettoyage par grenaillage conformément à la norme SA 2½.

Quelles normes internationales et nationales sont cruciales ?

La réponse dépend principalement de la zone géographique des exploitants des pipelines.

En Europe, en Afrique, au Moyen-Orient et dans la partie occidentale de l’Asie, les normes internationales EN et ISO sont principalement utilisées. Pour les revêtements, les normes internationales les plus pertinentes sont la norme ISO 21809-3 pour les revêtements de joints sur site et la norme ISO 21809-1/2 pour le revêtement de conduites en usine. La norme européenne EN 12068 est toujours reconnue et très populaire pour les joints sur site exécutés avec des bandes ou des manchons thermorétractables, car cette norme prend en compte les aspects pratiques des différentes sollicitations sur le site. En général, les normes applicables doivent être sélectionnées en lien avec les sollicitations et en fonction du cas de charge, et non en se basant uniquement sur les matériaux.

• En Amérique du Nord, les normes les plus importantes sont les normes NACE pour les pipelines de pétroles et de gaz et AWWA pour les pipelines d’eau.
• En Russie et dans les pays membres de la Communauté des États indépendants, les normes GOST sont les plus répandues.

Les normes nationales sont de moins en moins prises en compte.

Comment surmonter les défauts de revêtement ?

Dans l’industrie du revêtement des pipelines, il est notoire que la majorité des défauts de revêtement sont la conséquence de mauvaises conditions d’application du revêtement.Ces mauvaises conditions sont généralement liées à la préparation des surfaces, aux conditions météorologiques, à la condensation, à la contamination par le sel et au fait que l’application ne soit pas conforme aux recommandations du fabricant. Une autre raison des défauts de revêtement est un mauvais choix du revêtement : des paramètres tels que les températures d’exploitation des pipelines, le diamètre des conduites, les matériaux de remblai et les impacts mécaniques sont cruciaux pour choisir un système de revêtement adéquat. La meilleure façon de surmonter les défauts de revêtement est de prendre en compte tous les paramètres mentionnés ci-dessus.

Comment et pourquoi effectuer la rénovation du revêtement des pipelines ?

La rénovation du revêtement des pipelines est nécessaire. La rénovation du revêtement des pipelines doit être envisagée lorsque le revêtement existant compromet l’intégrité du pipeline. Il n’existe pas de règle ou de norme reconnue pour définir les états du revêtement qui peuvent compromettre l’intégrité du pipeline. Chaque exploitant prend l’entière responsabilité de décider de la rénovation ou non du revêtement. Cette décision est influencée par des facteurs économiques et environnementaux : la rénovation du revêtement d’un pipeline d’eau n’est pas basée sur les mêmes critères que pour un pipeline à haute pression pour le transport de gaz.

Principales étapes de la rénovation du revêtement des pipelines :

1. Excavation de la section de pipeline.
2. Retrait du revêtement existant.
3. Préparation de la surface : profil de surface et nettoyage (poussière, graisse, sel).
4. Application du nouveau revêtement et durcissement.
5. Inspection du nouveau revêtement et réparation éventuelle.
6. Remblaiement.

La rénovation des pipelines est nécessaire lorsque le revêtement appliqué en usine s’affaiblit ou se fragilise après 30 à 35 ans d’exploitation. Les revêtements en goudron de houille et en bitume, en particulier, ont tendance à se fragiliser et doivent être rénovés. Une fois que l’ancien revêtement d’usine est enlevé par grenaillage ou par jet d’eau, le nouveau revêtement peut être appliqué sur site.

On utilise de préférence des bandes en polyéthylène-butyle 3 couches auto-adhésives ou des revêtements liquides à base d’époxy ou de polyuréthane. Pour les bandes auto-adhésives, il existe des preuves d’efficacité sur plus de 40 ans d’exploitation. Des sections de conduite ont été excavées et testées en laboratoire. Leurs bandes ont montré d’excellents résultats après une longue période de service : même après plus de 40 ans, elles dépassent de loin les exigences des normes actuelles ISO 21809-3 et EN 12068 classe C50.

Présentez-nous les limites actuelles de la technologie de revêtement

Le système de revêtement ultime devrait être conçu comme une solution universelle pour toutes les applications, protégeant contre tous les facteurs d’influence. Il devrait également être facile à appliquer et en même temps exclure ou au moins réduire nettement les erreurs humaines. Mais cela est-il possible ? Non, jusqu’à présent du moins, car une grande diversité de facteurs d’influence exige des propriétés matérielles coordonnées en conséquence. La caractéristique idéale d’un produit pour une exigence peut ne pas convenir parfaitement à une autre exigence ou à une autre application. Les exigences auxquelles un système de revêtement doit répondre sont diverses.

Le vieillissement ou le comportement d’un revêtement au fil du temps est également une limitation importante pour tous les systèmes de revêtement : même si le revêtement réalise d’excellentes performances à ses débuts, il peut être fragilisé après quelques années. Il est donc très important de choisir le bon revêtement, qui ne promet pas seulement de durer, mais qui a fait ses preuves sur le terrain pendant des décennies.

Le choix du revêtement adapté doit être fait en fonction de données objectives et fiables afin d’évaluer le meilleur système pour les exigences spécifiques du site. Au lieu de se concentrer sur les propriétés matérielles (brutes) du système de revêtement, les sollicitations attendues, telles que la température, la corrosion, l’impact mécanique, la situation onshore/offshore, etc., doivent être déterminantes dans le choix du bon système de revêtement. Ces critères doivent être étudiés par des tiers indépendants. En outre, les préposés à l’application ont besoin de formations régulières pour rester informés des nouvelles compétences en matière d’application.