Cathodic Protection Services
Normalement utilisée en conjonction avec les systèmes de revêtement, la protection cathodique est une mesure préventive dynamique qui peut arrêter ou réduire le taux de corrosion dans des conditions agressives de sol ou d’électrolyte.
De nature électrochimique, la protection cathodique est utilisée pour prévenir la corrosion sur les structures métalliques enterrées ou immergées telles que les pipelines, les réservoirs de stockage et les structures offshore.
Depuis 1950, Corrosion Service Company Limited est à l’avant-garde de l’avancement de la science de la protection cathodique et se classe aujourd’hui parmi les principales sociétés spécialisées dans la prévention de la corrosion en Amérique du Nord. Avec des ingénieurs et des techniciens hautement qualifiés certifiés à différents niveaux par la National Association of Corrosion Engineers International et situés à travers l’Amérique du Nord, Corrosion Service peut concevoir, fournir, installer et entretenir tout type de système de protection cathodique. Veuillez sélectionner parmi les catégories ci-dessous, pour savoir comment Corrosion Service est en mesure d’assurer la longévité de vos actifs.
La bibliothèque technique du service de corrosion qui documente notre passé et définit notre avenir
Depuis notre création , Corrosion Service a été et demeure un chef de file dans l’industrie du contrôle de la corrosion, soutenant les diverses industries en Amérique du Nord et dans le monde, assurant l’intégrité des actifs en fournissant des services d’ingénierie responsables. Dans le cadre de notre engagement continu, nous aimerions vous souhaiter la bienvenue dans notre bibliothèque électronique en tant qu’endroit où consulter nos divers documents techniques écrits et présentés au cours des 69 dernières années et qui ont soutenu l’avancement de l’industrie de la corrosion.
Nous avons également converti un bureau d’angle principal en bibliothèque à notre siège social et dédié la salle à Sorin Segall pour son engagement envers Corrosion Service, les nombreux articles qu’il a présentés, son mentorat en ingénierie au sein de Corrosion Service et notre industrie. Nous serions ravis que vous veniez voir cette bibliothèque complète qui comprend divers manuels, des publications pertinentes, tous les magazines NACE Materials Performance présentés depuis la première publication, des bulletins techniques et divers autres documents imprimés liés à la corrosion.
The History of Cathodic Protection
Londres 1824 , des documents de protection cathodique ont été présentés par Sir Humphry Davy à la Royal Society , et peu de temps après la première application de la protection cathodique était de fixer des anodes sacrificielles au navire HMS Samarang . Les anodes étaient en fer et étaient fixées directement à la gaine de cuivre plaquée de la coque sous la ligne de flottaison. Ils ont réussi à réduire considérablement le taux de corrosion du cuivre. Un effet secondaire involontaire a provoqué une croissance marine supplémentaire sur la coque en cuivre et réduit considérablement la vitesse du navire. Il a alors été décidé de retirer les anodes et de laisser le cuivre se corroder.
Michael Faraday était l’assistant de Davy et a poursuivi ses recherches après la mort de Davy. En 1834, Faraday a découvert le lien quantitatif entre la perte de poids due à la corrosion et le courant électrique et a ouvert la voie à la protection cathodique telle que nous la connaissons aujourd’hui.
Thomas Edison a concentré ses efforts sur la protection cathodique à courant imposé pour les navires en 1890 et a abandonné ses efforts peu de temps après, car il ne pouvait pas trouver de redresseurs ou d’anodes appropriés pouvant être montés sur les coques des navires.
Vers 1930, l’industrie pétrolière et gazière a réalisé que la protection cathodique pouvait réduire la fréquence des fuites et réduire le coût d’entretien de leurs actifs et, comme on dit, le reste appartient à l’histoire.
Aujourd’hui, la protection cathodique est un élément essentiel qui protège nos divers actifs d’infrastructure industrielle, commerciale et de consommation.
Cathodic Protection System Types - Galvanic/Sacrificial Anode
Les systèmes d’anodes sacrificielles sont basés sur un métal électrochimiquement « actif » (anode) attaché à la surface métallique de l’actif (cathode) pour être protégé de la corrosion lorsque les deux sont immergés dans un électrolyte comme un sol ou un liquide.
Les alliages métalliques de zinc, de magnésium ou d’aluminium sont couramment utilisés comme anode, car ces alliages métalliques ont un potentiel natif (plus négatif) que le métal de structure cathodique (c’est-à-dire que les alliages métalliques sont plus électronégatifs). Le métal actif est généralement de l’acier, mais selon l’environnement et la nature corrosive de l’ électrolyte , le métal actif peut être composé d’acier inoxydable, de fonte ductile, d’aluminium et/ou d’autres.
Les systèmes d’anodes sacrificielles ne nécessitent pas de source d’alimentation externe, s’autocontrôlent et nécessitent très peu d’entretien. Leurs facteurs limitants sont leur capacité à fournir suffisamment de courant de protection pour les applications à courant élevé.
Cathodic Protection System Types - Impressed Current Systems (ICCP)
Ces systèmes sont constitués d’une source d’alimentation en courant continu ayant une connexion par câble électrique à la structure à protéger cathodiquement et une autre connexion par câble aux anodes consommables.
Lorsque le courant alternatif est disponible, la source d’alimentation consiste en un transformateur redresseur. En l’absence d’alimentation en courant alternatif, des sources d’énergie alternatives telles que des panneaux solaires, des roues hydrauliques, l’énergie éolienne ou des générateurs thermoélectriques à essence sont couramment utilisées.
Les anodes à courant imposé sont disponibles dans une variété d’alliages métalliques, de formes et de tailles. Les anodes courantes sont des formes de tiges tubulaires et pleines ou des rubans continus. Les divers matériaux d’anode comprennent la fonte à haute teneur en silicium, le graphite, l’oxyde métallique mixte, le placage de platine et l’acier au carbone.
Des anodes de magnésium ou des anodes de zinc ont été utilisées pour les anodes à courant imposé, mais sont rares et généralement utilisées dans des applications de sol à haute résistance où les systèmes d’anodes sacrificielles existants étaient inefficaces. Une source de courant continu est câblée à l’anode sacrificielle pour augmenter la force d’entraînement résultant en des sorties de courant plus élevées des anodes de magnésium ou de zinc.
Pour les actifs terrestres tels que les pipelines, les conduites d’eau, etc., les assises anodiques peuvent être réparties horizontalement ou installées dans des puits verticaux profonds.
Pour les actifs à base d’eau tels que les quais, les pieux, etc., les anodes sont fixées au fond de la mer, suspendues à des pieux ou fixées à la structure de support.
Les redresseurs de protection cathodique varient du redressement de diode de transformateur de base fournissant une conversion AC à DC ou des offres personnalisées où la forme d’onde est hachée offrant des capacités à haut rendement. Une variété de fonctionnalités supplémentaires incluent la surveillance à distance, la télécommande, les affichages numériques, les interrupteurs de courant synchrones GPS intégrés et divers types de boîtiers électriques pour loger les composants en fonction de l’environnement à localiser.
Cathodic Protection FAQ ( Frequently Asked Questions)
La protection cathodique est un processus électrochimique qui atténue la corrosion des pipelines, des réservoirs de stockage, des pieux structuraux et d’autres structures métalliques enterrées ou submergées. La protection cathodique fonctionne en introduisant un métal sacrificiel qui est relié électriquement à une autre structure sur laquelle vous souhaitez éviter la corrosion. L’anode est plus anodique (plus réactive) que la structure, et une cellule électrochimique est formée où la corrosion est considérablement réduite sur la structure, au détriment de la corrosion sur l’anode.
Les anodes sont relativement peu coûteuses et peuvent être remplacées au fil du temps, de sorte que la protection cathodique est utilisée pour prolonger considérablement la durée de vie de précieux pipelines, réservoirs de stockage, pieux structurels et autres structures métalliques enterrées ou submergées.
La corrosion et la protection cathodique sont des processus électrochimiques. Dans une cellule de corrosion, la structure où se produit la perte de métal (corrosion) est toujours définie comme l’anode, et la structure qui ne souffre pas de corrosion est définie comme la cathode.
En protection cathodique, un métal sacrificiel est introduit, relié directement à une autre structure plus précieuse sur laquelle on souhaite éviter la corrosion. Le métal sacrificiel est un métal plus réactif et, par la suite, prend le poids de la corrosion tout en empêchant la corrosion sur la structure précieuse. De par sa nature électrochimique, l’anode force la structure précieuse à devenir la cathode, la protégeant de la corrosion, d’où le terme « protection cathodique ».
La prévention et le contrôle de la corrosion sont une combinaison de technologies et de techniques qui atténuent le risque de corrosion sur les infrastructures en acier de valeur. Cela pourrait inclure la sélection et l’application de revêtements, la protection cathodique, les interférences CA, les interférences de courant vagabond CC et les systèmes de surveillance de la corrosion.
La protection cathodique est un procédé électrochimique. Un métal sacrificiel est introduit, relié directement à une autre pièce sur laquelle on souhaite éviter la corrosion. Le premier est un métal plus réactif et, par la suite, prend le gros du risque en convertissant les sites actifs sur la surface de l’autre métal en ceux de nature passive, d’où le terme.
Les systèmes de protection cathodique offrent une solution immédiate et à long terme pour atténuer le risque de corrosion pour les structures en acier enterrées et submergées. Cela se traduit directement par des besoins de maintenance réduits, des coûts d’exploitation réduits et une longévité accrue des actifs. Cela rend également les opérations plus durables et respectueuses de l’environnement en utilisant moins de ressources, car la réduction de la corrosion grâce à la protection cathodique signifie que les infrastructures précieuses dureront plus longtemps et devront être remplacées moins fréquemment.
Bien sûr, un autre avantage important est l’amélioration de la sécurité de l’exploitation des actifs, en particulier avec des projets à haute visibilité tels que les pipelines, où les défaillances dues à la corrosion externe peuvent être évitées avant même qu’elles ne commencent, que ce soit dans des sols/environnements corrosifs ou dans des zones à fortes conséquences, telles que que les traversées de rivières ou les zones urbaines.
Les anodes sont fabriquées à partir d’alliages métalliques spécifiques qui sont plus électrochimiquement actifs (« plus anodiques ») que la structure qu’ils sont censés protéger. Des exemples d’anodes sacrificielles comprennent le magnésium, le zinc et l’aluminium. Des exemples d’anodes à courant imposé sont la fonte à haute teneur en silicium (HSCI) et l’oxyde de métal mixte (MMO).
Il existe deux moyens de protection cathodique couramment mis en œuvre. Ces formats sont appelés protection cathodique à courant imposé (ICCP) et protection cathodique sacrificielle ou galvanique.
La protection cathodique à courant imposé (ICCP) utilise des anodes avec une source d’alimentation externe pour fournir le courant de protection cathodique. La source d’alimentation externe a une sortie CC et peut être alimentée par le secteur CA, des panneaux solaires, des générateurs thermoélectriques ou toute autre source d’électricité.
Les systèmes ICCP sont généralement utilisés lorsqu’une grande quantité de courant de protection cathodique est requise, comme pour les fonds de réservoirs de stockage hors sol, les installations de tuyauterie complexes, les longs pipelines ou les grandes structures offshore. Les systèmes ICCP sont également utilisés lorsque les conditions du sol nécessitent une tension d’entraînement élevée pour le courant de protection cathodique, comme dans les sols sablonneux ou rocheux.
Les systèmes de protection cathodique galvanique sont alimentés par la relation électrochimique naturelle entre l’anode (le métal le plus réactif) et la cathode (la structure protégée, le métal le plus inerte). La connexion de l’anode galvanique à la structure protégée entraîne un flux de courant de protection cathodique simplement basé sur la différence de potentiel électrochimique entre l’anode et la cathode, ne nécessitant aucune source d’alimentation externe pour entraîner la réaction.
Les systèmes de protection cathodique galvanique sont utilisés lorsqu’une quantité modeste de courant de protection cathodique est requise, comme pour les canalisations bien revêtues et de longueur plus courte. Vous pouvez souvent les trouver sur des bateaux en acier ou en aluminium !
La protection cathodique est essentielle pour prévenir les défaillances par corrosion des infrastructures de valeur. Il s’agit également d’une exigence législative dans la plupart des pays pour l’exploitation des oléoducs et gazoducs et des réservoirs de stockage. l’accumulation de corrosion. La protection cathodique, associée à une sélection et une application appropriées des revêtements, fournit une méthode fiable pour atténuer le risque de corrosion et prolonger la durée de vie des actifs.
Les anodes sont constituées d’un matériau plus électrochimiquement actif que le métal auquel elles sont connectées. Il s’agit d’une conséquence intrinsèque ou naturelle du type de matériau dont il s’agit, l’or étant extrêmement non réactif, ou plus électropositif, mais le zinc ou le magnésium étant beaucoup plus réactifs, ou électronégatifs.
Les anodes fonctionnent simplement en les connectant à une structure qui est plus électropositive que le matériau de l’anode. L’anode est toujours le plus électronégatif de tous les métaux qui sont connectés ensemble, et la corrosion se produit à l’anode plutôt qu’à la cathode. En fait, dans une structure en acier non protégée, la corrosion se produit sur des parties de l’acier qui agissent plus anodiquement (plus électronégatives) que d’autres parties de la même pièce d’acier !
Lors de l’application de la protection cathodique à l’acier, nous sélectionnons une anode plus électronégative que l’acier, comme le zinc, l’aluminium ou le magnésium. Si nous utilisons un système de protection cathodique à courant imposé, nous pouvons choisir d’autres anodes qui peuvent être plus électronégatives ou électropositives que l’acier, et nous en éliminons le courant à l’aide d’une source d’alimentation externe.
La galvanisation est le processus de placage de zinc sur un acier. D’un point de vue électrochimique, le zinc fournit une protection cathodique à l’acier s’il est enterré, submergé ou même simplement mouillé par la pluie ou la rosée. Ainsi, le zinc agit comme une anode pour atténuer la corrosion sur l’acier, jusqu’à ce que le zinc soit entièrement consommé.
La différence entre la protection cathodique et la galvanisation est que la galvanisation est appliquée à une structure en usine et n’est pas remplaçable, et n’est généralement disponible que pour certains matériaux (tels que la tôle, les poteaux de clôture ou les fixations). La protection cathodique est installée sur place et peut être utilisée sur toute structure métallique enterrée ou submergée.
Lorsque la galvanisation aura disparu, elle ne reviendra pas et la structure perdra son atténuation de la corrosion et commencera à se corroder. Lorsqu’une anode de protection cathodique est consommée, elle est simplement remplacée, et la structure continue à voir sa corrosion atténuée.
La protection cathodique est utile pour toute infrastructure qui nécessite une atténuation de la corrosion pour prolonger sa durée de vie ou pour respecter une durée de vie minimale conçue. La protection cathodique est généralement mise en œuvre dans des projets plus importants et plus coûteux, ou pour des projets où la structure en cours de construction nécessite une longue durée de vie (plus de 10 ans). Cela peut inclure des pipelines, des réservoirs de stockage en acier, des pieux structuraux et des ponts.
Ne t’inquiète pas. Notre équipe de Corrosion Service est heureuse de vous aider. Nous comprenons parfaitement que les nouveaux venus dans ces solutions peuvent avoir du mal à choisir celle qui convient le mieux à leurs applications spécifiques. Contactez-nous aujourd’hui si vous avez besoin de plus de précisions ou d’assistance.
Depuis notre création en 1950, nous avons construit une vaste gamme de produits spécialisés pour l’industrie de la prévention de la corrosion.
Notre équipe d’approvisionnement en matériaux a accès à une gamme complète de matériaux de protection cathodique fabriqués en interne et provenant de fournisseurs partenaires. Notre équipe dédiée à la chaîne d’approvisionnement est basée à Toronto aux côtés de notre centre de distribution de matériaux, qui est capable de livrer des matériaux dans le monde entier à court préavis.
