La Protection Cathodique des Pieux en Acier en Pratique
Le développement le plus rapide des systèmes de protection cathodique a été réalisé pour répondre aux exigences de l'industrie pétrolière et gazière en pleine expansion qui profite beaucoup de ses avantages. La protection cathodique des structures de quai est une méthode efficace de protection contre la corrosion.
La protection cathodique peut, en principe, être appliquée à toute structure métallique en contact avec un électrolyte massif. En pratique, son utilisation principale est de protéger les structures en acier enterrées dans le sol ou immergé dans l'eau. Le processus de corrosion cathodique est généralement la reduction d'oxygène. Il ne peut pas être utilisé pour empêcher la corrosion atmosphérique. Les structures généralement protégées sont les surfaces extérieures des pipelines, les coques de navires, les jetées, les pieux de fondation, les palplanches en acier et les plates-formes offshore.
La protection cathodique a également été appliquée à l'acier noyé dans le béton aux alliages à base de cuivre dans les réseaux d'eau et, exceptionnellement, aux câbles sous gaine de plomb et aux alliages d'aluminium, où les potentiels cathodiques doivent être très soigneusement contrôlés.
La protection cathodique augmente la durée de vie et peut être remplacée beaucoup plus facilement que la réapplication de revêtements de protection contre la corrosion. Il est généralement utilisé en conjonction avec des revêtements anticorrosion pour former un système complet de protection contre la corrosion. Il s'agit d'une forme sacrificielle de protection où une anode, généralement en alliage d'aluminium ou de zinc, est boulonnée ou soudée à la structure en acier. L'acier et le matériau de l'anode forment une cellule galvanique où l'anode s'oxyde préférentiellement à l'acier, réduisant ou éliminant ainsi la rouille de l'acier. ESC a la capacité de concevoir, fournir, installer et mettre en service de tels systèmes de protection cathodique.
Une méthode de protection cathodique peut être réalisée au moyen des systèmes d'anodes sacrificielles qui utilisent la série galvanique de métaux. Les systèmes d'anodes sacrificielles ont l'avantage d'être simples à installer, indépendants de toute source d'énergie électrique, adaptés à une protection localisée, moins susceptibles de provoquer des interactions sur les structures voisines.
La densité de courant requise pour maintenir le potentiel de protection est très dépendante des conditions locales. Une disponibilité accrue d'oxygène à la surface du métal augmentera directement la densité de courant. Ainsi, les densités de courant aux structures dans l'eau de mer, les rivières, etc. sont susceptibles de varier continuellement. Le pH de l'environnement sera également important. La présence de revêtements, d'encrassement marin et de dépôts calcaires aura un effet profond sur la densité de courant.
Après avoir décidé de la densité de courant appropriée, le courant anodique total peut être déterminé à partir de la surface de la structure. La taille des anodes peut alors être déterminée en tenant compte de la durée de vie de la structure protégée ou de la période nécessaire entre les radoubs.
Il est difficile de surprotéger la structure et modérément facile d'obtenir un potentiel d'électrode uniforme à travers la structure. La limitation la plus sévère de l'anode sacrificielle est la faible force motrice qui restreint son utilisation aux environnements conducteurs ou aux systèmes bien revêtus. Pour protéger une grande structure, telle qu'une canalisation, avec des anodes sacrificielles, il faudrait en répartir un grand nombre le long de celle-ci, impliquant une multiplicité de connexions électriques et des travaux d'installation considérables.
Il faut également tenir compte des risques d'étincelles créés par l'introduction de courants dans des structures situées en atmosphère dangereuse. Toute structure secondaire résidant dans le même électrolyte peut recevoir et décharger le courant continu de protection cathodique en agissant comme un chemin alternatif à faible résistance. La corrosion sera accélérée sur la structure secondaire à tout point où le courant est déchargé vers l'électrolyte.
C'est un avantage des schémas d'anode sacrificielle qu'ils ne sont pas enclins à créer de graves problèmes d'interaction et sont donc populaires pour la protection dans des endroits encombrés et complexes. Des méthodes et des procédures sont disponibles pour surmonter l'interaction, et les tests doivent être effectués en présence de toutes les parties intéressées, de sorte que le choix des mesures correctives puisse être convenu si et quand la limite acceptable d'interaction est dépassée.