6 Contrles.pdf

Cours de protection
cathodique
6. Contrôles
Marcel ROCHE

Cours protection cathodique M.Roche 2
Objectifs du contrôle de l'efficacité de la
protection cathodique
• Importance de la qualité de surveillance et des
mesures (qualification et certification du
personnel)
• Fréquences des contrôles de routine et spéciaux
à adapter aux probabilités d’évolution et aux
risques de sous-protection et de sur-protection
• Idéal : connaître le potentiel réel métal -
électrolyte en tout point à tout instant ===>
impossible (en pratique : indétermination à
contenir dans limites acceptables

Principes généraux de mesure, problématique de
l'erreur de mesure
• Problèmes :
- chute ohmique entre surface à contrôler et
électrode de référence (erreur pratiquement
toujours optimiste, sauf si courants
extérieurs)
• augmente quand résistivité augmente et
distance ouvrage - électrode augmente
===> concerne essentiellement les
canalisations enterrées
- variation du potentiel à la surface de
l’ouvrage sur ouvrages étendus revêtus

Principes généraux de mesure, problématique de
l'erreur de mesure

Contrôles sur ouvrages enterrés :
mesures « ON »
Mesure des potentiels à courant enclenché ( potentiel
ON)
Cette méthode est utilisée sans interrompre le courant
de protection cathodique. C'est la méthode de base la
plus couramment employée avec ou sans courants
vagabonds. Elle est d'une mise en oeuvre simple mais
les résultats sont peu précis car ils intègrent les
gradients de potentiels existants dans le sol dans le
voisinage de la canalisation.

Contrôles sur ouvrages enterrés : mesures « ON »
Point de
mesure
1 électrode de référence +
voltmètre
Défaut de
revêtement
- 2000 mv
- 900 mv
-1500 mv

Prise de potentiel

Contrôles sur ouvrages enterrés : mesures « ON »
U = U vrai + ∆U
∆U = RI
Point de mesure
Défaut de
revêtement
- 2000 mv
- 900 mv
-1500 mv
voltmètre + 1
électrode
de référence
∆U
Le gradient ∆U peut être soit négatif,
soit positif, selon le sens de
circulation du courant dans le sol.
Sa valeur est fonction de multiples
facteurs :
- résistivité du terrain,
- courants qui circulent dans le sol (
courant de protection, courant
vagabonds etc)
- distance entre l’électrode de
référence et la canalisation,
- densité du courant de protection,
- qualité de la protection passive de la
conduite,
- proximité de défauts d’isolement, etc
…

Contrôles sur ouvrages enterrés : amélioration des
mesures
Plusieurs méthodes ont été développées pour minimiser les gradients de
potentiels qui perturbent les mesures de potentiels.
Le gradient de potentiel dans le sol peut-être assimilé, de manière simplifiée, au produit d’une
résistance par une intensité : ∆U = R x I
Pour annuler ou minimiser la valeur du gradient ∆U, ont peut soit :
- annuler I,
- annuler R,
- faire tendre le produit R x I vers zéro.
Différents principes peuvent être mis en oeuvre pour minimiser les gradients de potentiel dans
le sol et ainsi approcher la valeur du potentiel vrai.
1er principe : annuler le courant qui circule dans le sol au moment de la mesure
2ème principe : annuler ou minimiser la résistance R

Contrôles sur ouvrages enterrés : mesures « OFF »
Point de
mesure
1 électrode de référence +
voltmètre
Défaut de
revêtement
- 900 mv
I = 0
A

Contrôles sur ouvrages enterrés : mesures
« OFF »
En pratique, la valeur lue peut être faussée en plus ou en moins par différents
facteurs dont les principaux sont rappelés ci-après :
-La résistivité des sols n’est pas parfaitement homogène, les défauts de revêtements
ont une surface et une forme géométrique différentes et ils possèdent des potentiels
vrais différents de plus les revêtement peuvent être différents.
Dans une telle situation, à la coupure du courant de protection cathodique, un
courant de compensation va circuler entre les différents défauts d’isolement
générant à leur tour un gradient de potentiel dans le sol qui va altérer les mesures.
- En présence d’une forte densité du courant protecteur, il est possible d’avoir une
polarisation électrique du sol environnant la canalisation qui, à la coupure du courant
protecteur, va altérer la qualité des mesures. Le gradient de potentiel qui résulte
d’une telle polarisation va être intégré dans la mesure de potentiel à courant
déclenché.

-Dans les terrains faiblement chargés en sels minéraux, la
dépolarisation des structures peut être rapide, ce qui peut
conduire à des résultats pessimistes.
- Les résultats obtenus sont également difficilement
interprétables en présence de courants vagabonds, de
courants telluriques, et d’une manière plus générale, en
présence d’un champ électrique étranger à l’ouvrage étudié.
Une telle méthode est donc à exclure en présence de courants
vagabonds.

Contrôles sur ouvrages enterrés : mesures avec
électrode enterrée
Point de mesure
1 électrode de référence enterrée avec ou sans
témoin + voltmètre
Défaut de
revêtement
- 2000 mv
- 900 mv
-1500 mv

électrode enterrée
Electrodes ( de surface et à enterrer )

coupons
.
d = I / S
Canalisation sous
protection
cathodique
Témoin métallique de surface S
mA
I

Témoin GDF à enterrer
et positionner sur le tube
coupons

Détection des défauts de revêtement
• Objectif : Détection des défauts de revêtement sur un tronçon ou sur la
totalité d’une canalisation permettant :
• D’améliorer après réparation des défauts, la qualité d’isolement d’un
ouvrage.
• De vérifier de visu la qualité de la protection cathodique appliquée
sur l’ouvrage.
• Mais ... pas d’information concernant l’origine, la nature, la forme, la taille
ou la profondeur de l’endommagement détecté
• Deux méthodes
- utilisant des courants continus (mesure gradient de potentiel)
----> Direct Current Voltage Gradient (DCVG)
- utilisant des courants alternatifs
----> Pearson
----> Atténuation électromagnétique du courant

2 électrodes de référence
+ un ampèremètre ou un
voltmètre
Générateur
de courant
continu
IDCretour
IDC
Champ
magnétique
- 2000 mV
- 1500 mV
- 950 mV
Détection des défauts de revêtement :
DCVG

DCVG
VUE DE DESSUS
DE LA CANALISATION
Défaut de
revêtement
-2000 mv
-900 mv
-1500 mv
COUPE DE LA CANALISATION
Sens de déplacement
2 electrodes de référence + un
ampèremeètre ou un volmètre

Pearson
Défaut de
revêtement
Sens de déplacement
2 contacts avec le sol + récepteur
distance
Amplitude de la
mesure au contact 1
Mesure longitudinale
Mesure transversale
2 1
Vue de dessus de la canalisation

Attenuation de champ électromagnétique

Fréquence type des contrôles sur pipelines
enterrés
CONTROLES A EFFECTUER PERIODICITE
• Evaluation générale de la PC
• Evaluation complète et détaillée de la PC
• Intensité dans les liaisons
• Soutirage :
Contrôle de l'état de marche
Vérification générale
• Drainage :
Contrôle de l'état de marche
Vérification générale
Une fois (gaz) ou 2 fois (hydrocarbures
liquides) par an (mesures ON)
Normalement tous les 3 ans (mesures
de polarisation)
Une fois par an
Une fois par trimestre ou plus si
nécessaire
Une fois par an
Une fois par mois ou plus si nécessaire
Une fois par an

Contrôles sur ouvrages en milieu marin
• mesures à courant établi suffisantes
- fréquence des mesure faible si anodes sacrificielles
(pour les plates-formes, tous les 5 ans en général lors
des inspections sous-marines, en plus du monitoring)
• Plate-formes fixes
- Potentiel
• électrode de mesure (Ag/AgCl/ eau de mer) en immersion libre,
déplacée sur guide fixe, déplacée par plongeur ou par ROV.
• électrode de mesure fixe (Zn ou Ag/AgCl), avec transmission par
câble ou acoustique.
• Système intégré autonome opéré par plongeur ("pistolet")
- Débit de courant des anodes
• Anodes instrumentées (joints isolants + shunt), avec
transmission par câble ou acoustique.
• Pince ampérométrique marinisée

Contrôles sur ouvrages en milieu marin :
appareil autonome

transmission acoustique

débit des anodes

pince ampérométrique

Monitoring de la protection cathodique en milieu marin : une démarche novatrice pour l'acquisition des critères de protection et le suivi des installations
Dominique FESTY, Ifremer
Y. DEGRES (Micrel), Francis DUESSO (TotalFinaElf), Eric TIBI (SMBC)
Protection cathodique et revêtements associés, 6 et 7 juin 2002, Aix en
Provence, EFC event nr 254.

-1.1
-1.05
-1
-0.95
-0.9
-0.85
-0.8
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Temps (Jours)
Volts
/
ECS
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
mA/m²
Courant
Potentiel

• Conduites immergées
- Electrode mobile déplacée par plongeur, bateau, ROV ou
sous-marin, avec fil de masse relié en surface (campagnes
inspection sous-marines)
- Mesure par plongeur ou ROV avec appareil de mesure intégré
(type "pistolet")
- Mesures sans contact
• Gradient de potentiel entre une électrode proche et une "à l'infini"
(= en surface)
==> estimation du potentiel, du débit des anodes, des défauts de
revêtement
- Racleurs instrumentés

contrôle sur la longueur

Mesures à l'intérieur des capacités et équipements
• Le contrôle de la protection cathodique à l’intérieur des
équipements est difficile à réaliser et souvent considéré
comme non praticable voire non nécessaire (constat de
l'état de non corrosion lors des visites périodiques)
• L’analyse de la consommation des anodes galvaniques
est également un moyen de déterminer le besoin en
courant de l’équipement.
• Dans les réservoirs de stockage possibilité de mesurer
le potentiel :
- en introduisant par le toit une électrode de mesure Ag-AgCl
placée dans un récipient non métallique rempli d’eau salée et
non bouché.
- en installant à demeure des électrodes de référence en zinc
sur le fond reliées à un boîtier de mesure à l’extérieur

6 Contrles.pdf

Contenu connexe

Dernier

En vedette

6 Contrles.pdf