A3 – Corrosion de l’acier carbone par le soufre à chaud - impact de la teneur en silicium

1. A3 – Corrosion de l’acier carbone par le soufre à chaud - impact de la teneur en silicium S. Authier, F. Cadoret, B. Coulier - ExxonMobil

2. Introduction – Incident Chevronextraits des investigations Chevron et USCSB • Ligne installée en 1976 • Défaillance le 12 août 2012. • Mode de dégradation : corrosion par soufre à haute température • Mode de défaillance : rupture • Température d’opération : 620°F (326°C) au moment de la défaillance. • Taux de soufre : entre 0.8% et 1.6%. • Taux de Si dans la pièce : 0.01% (0.16% dans la pièce adjacente).

3. Exemple EM • Les faits: • Tuyauterie entrée four (résidu atmosphérique) depuis le milieu des années 60. • Température 380°C et pression 15 bars relatif • La corrosion était parfaitement uniforme sur toute la longueur du tube. Tube 1, faible en Si Tube 2

4. Exemple EM • Teneur de Silicium supérieure aux limites proposées par l’API 939 – C. • 0.15% pour la pièce corrodé, 0.25% pour l’autre tube. Tube 1, faible en Si Tube 2

5. Critères de sélection • Mécanisme de dégradation • Oxydation du Fe avec la réduction du S disponible • Limitée par diffusion • Accélération si produits de corrosion moins stables • Accélération avec vitesse plus élevée • Effet Silicium moins bien compris • Supposé avoir effet favorable sur la stabilité de la couche FeS. • En absence de Si: taux de corrosion 2 – 10 fois taux avec 0.1% de poids Si • Entre 0.1% et 0.2% de poids: différence taux de corrosion 2 – 3 fois, mais pas tous les facteurs connus.

6. Critères de sélection • Variable identifiée: Teneur en Si

7. Critères de sélection • Variable identifiée: Température

8. Critères de sélection • Variable identifiée: Age

9. Critères de sélection • Résumé: Matrice de criticité:

10. Stratégie d’inspection • Pour les teneurs en Silicium inférieures à 0.1% de poids: • Identifier les circuits sensibles : • Evaluer le risque pour ces circuits sensibles : • Suivant notre méthodologie interne RBI (Inspection Basée sur la Criticité). • Inspecter les risques inacceptables : • Contrôler tous les circuits soit par 100% PMI, soit par 100% mesures d’épaisseur aux ultrasons de tous les composants • Notre méthode préférée est PMI + mesures US durant un arrêt • Une autre option est de décalorifuger complètement la tuyauterie et d’effectuer les contrôles (mesures d’épaisseur US et PMI) à chaud et en service. • La 3ème option est d’effectuer d’abord uniquement les mesures d’épaisseur par radiographie ou ultrasons en service. Le contrôle PMI reste à planifier à la prochaine opportunité. • Mesures correctives : • Remplacer tous les éléments corrodés et ceux qui contiennent moins de 0,1% de Silicium réduit le risque, mais ne le supprime pas. • Remplacer le circuit complet dans un matériau plus noble pour éliminer le risque lié au manque de Silicium dans l’acier carbone.

11. Conclusion • Il existe beaucoup de paramètres qui influencent la corrosion accélérée de l’acier carbone en service Soufre à haute température. • Température • Vitesse • Teneur en Silicium • De ce fait, la stratégie proposée est de conduire un programme PMI rétroactif sur les circuits existants susceptibles. • Inspection Basée sur la Criticité • Remédiation si risque inacceptable