Brevet FR2365797A1 — publié le 19780421

La présente invention concerne un procédé de con truble d'une structure métallique immergée muni d'un dispositif de protection cathodique comprenant au moins une anode sacrificielle. L'invention concerne également une installation de contrôle d'une structure métallique immergée munie d'un dispositif de protection cathodique comprenant au moins une anode sacrificielle. L'invention a notamment pour but de proposer une installation permettant la mesure du courant total de corrosion allant de l'anode à la structure. Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait quelle comprend des moyens pour mesurer la différence de potentiel entre deux points dits de mesure, extérieurs la structure, situés dans le liquide d'immersion a des distances différentes de la surface extérieure de l'anode et se projetant orthogonalement sur cette surface. Avantageusement, dans le cas ot la surface extérieure de l'anode est profilée, la projection orthogonale sur la surface extérieure de l'anode du point de mesure le plus éloigné, dit premier point, et/ou du point de mesure le plus rapproché, dit deuxième point, de cette derniers, est distante des bords extrêmes de ladite surface extérieure d'au moins un quart de la longueur axiale de cette surface. Avantageusement, le premier point de mesure est séparé de la surface extérieure de l'anode d'une distance au plus égale à la longueur axiale de ladite surface. Avantageusement, elle comprend en outre des moyens pour mesurer la différence de potentiel entre la masse de l'anode et un troisième point de mesure situé dans le liquide d'immersion et séparé de la surface extérieure de l'anode d'une distance sensiblement égale à celle séparant de ladite surface le deuxibme point de mesure. Avantageusement, les deuxième et troisième points de mesure coincident. Ainsi, fournissant une mesure du courant total de corrosion, une telle installation permet de connattre le taux d'usure électrolytiaue d'une anode et donc d'évaluer sa durée de vie. De plus, fournissant une mesure de la différence de potentiel entre la masse de l'anode et un pointsitué à son voi- sinage, cette installation permet de déceler les anodes defectueuses ou D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisatIon et en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique représente schématiquement une vue partielle en coupe d'un pipe-line immergé éqiiper d'anodes sacrificielles et muni d'une installation de contrôle, selon un mode de réalisation de l'invention. Le procédé et l'installation de contrôle conformes à l'invention sont illustrés par la figure unique qui montre une application de ce procédé et de cette installation a la survell- lance et au contrôle d'un pipe-line sous-marin 1 muni d'un dis- positif de protection cathodique comprenant des anodes sacrificielles, par exemple en zinc, 2 réparties à intervalles réguliers le long du pipe-line 1 et présentant une forme cylindrique. Le pipe-line 1 comprend une partie principale en fer ou en métal ferreux la, recouverte d'une couche imperméable à l'eau de mer lb , cette couche lb étant elle-même recouverte d'une couche de béton lc servant de lest et de protection méca- ~nique. Chaque anode 2 est en contact électrique, d'une part, par sa surface intérieure 2a, avec la partie en fer la et, d'autre part, par sa surface extérieure 2b, avec l'eau de mer 3 dans laquelle le pipe-line 1 est immergé. Comme l'on sait, le rôle des anodes 2 est de polariser négativement la partie métallique la du pipe-line afin de la protéger contre l'action corrosive de l'eau de mer 3, dans le cas où le revêtement de protection lb, lc de cette partie métallique la cesserait d'étre efficace en un ou plusieurs endroits. Cette protection contre la corrosion d'un endroit de la partie métallique la qui serait mis ac cidentellément au contact de l'eau de mer, se traduit par l'éta- blissement entre l'anode 2 et ledit endroit exposé, d'un courant électrique relativement intense entraînant une usure électrolytique rapide de l'anode 2. L'installation de contrôle selon l'invention vise d'abord à mesurer le courant électrique issu de l'anode 2, afin de pouvoir évaluer la durée de vie de cette dernière. On a repré senté sous la référence i les lignes de répartition de ce courant, selon un exemple Cette installation de contrôle vise é-galement à déceler les anodes en mauvais état, c'est-à-dire celles compor- tant à la surface extérieure une couche fortement résistante électriquement nuisant au bon fonctionnement de l'anode. Enfin, cette installation doit également pouvoir déceler la présence autour d'une anode drune accumulation d'ions négatifs lourds, due à une corrosion excessive du pipe-line 1. A cet effet, l'installation comprend tout d'abord des moyens pour mesurer la différence de potentiel entre deux points A et B situés dans l'eau de mer 3 en-dehors du pipeline 1 et de l'anode 2 et sur une droite 4 perpendiculaire à la surface extérieure 2b de l'anode 2 et traversant cette surface 2b par un point central M situé dans une zone centrale de ladite surface 2b et, de préférence, à mi-distance des extrémités axiales de l'anode 2. Ces moyens de mesure comprennent deux cellules de références 5 et 6, par exemple du type argent/chlorure d'argent, placées, respectivement, aux points A et B et reliées chacune l'une des bornes d'un voltmbtre 7. Un étalonnage en laboratoire permet de vérifier que l'on a : (A) V1 = # Jr. Log r2# rl ou V1 est la différence de potentiel mesurée par le voltmètre 7, P est la résistivité de l'eau de mer 3, J la densité de courant à la surface 2b de l'anode 2, rl et r2 les distances a l'axe 8 du pipe-line 1, respectivement,des points A et B et ro le rayon de la surface 2b. On constate également en laboratoire que le courant Total issu de l'anode 2 est égal à oh 1 est la demi-longueur axiale de l'anode 2. Ainsi,en cD m ieant #, r, r1,r2 et 1, on peut déduire Total de la mesure de V1 en utilisant les formules (A) et (B) ci-dessus. On constate que ces formules (A) et (B) fournissent 1total avec une erreur ne dépassant pas 20% dans les condi- tions suivantes a) Le point M, projection orthogonale du point B (et du point A) sur la surface 2b, se trouve dans une zone centrale de cette surface 2b, zone délimitée par deux cercles 9 et 10 perpendiculaires aux génératrices de la surface 2b et écartés chacun de l'extrémité axiale adjacente:-de l'anode 2 d'une distance égale au quart de la longueur axiale 2 X 1 de l'anode 2. b) la distance entre le point B et la surface 2b est inférieure à 2 x 1. Bien entendu, les formules (A) et (B) ne sont va- lables que dans les cas où 11 anode 2 est cylindrique de révolution. Néanmoins, il est toujours possible de déduire 1total de la mesure de V1 quelle que soit la forme géométrique de la surface 2b et de la structure à protéger 1 : La correspondance entre 1total et V1 est obtenue par un étalonnage en laboratoire. Cet étalonnage est effectué avec des répliques de l'anode 2 et de la structure 1, en grandeur nature ou en modèle réduit. On mesure alors le courant 1total circulant dans un conducteur intrieur reliant l'anode 2 à la partie métallique la de la structure 1. On fait varier le courant 1total en augmentant progressivement la surface de la partie mise en contact avec l'eau de mer 3 de la partie métallique la. L'installation de contre comprend en outre un deuxième voltmètre ll branché entre l'anode 2 et la cellule 5. La différence de potentiel V2 mesurée par ce voltmbtre 11 est celle qui existe dans une couche polarisante située entre la masse même de l'anode 2 et la sudEce équipotertLelle 12 du point A. Si V2 est grand alors que V1 est faible, on peut en conclure que l'anode 2 présente une couche-isolante superficiel le nuisant à son bon fonctionnement : il est donc nécessaire de remplacer cette anode. Si V2 et V1 sont grands, on peut en déduire que la valeur anormalement élevée de V2 est due à une couche polarisante d'ions négatifs lourds entourant l'anode 8 faible distance de cette dernière. Cette couche polarisante est due a l'établis- sement d'un courant de corrosion excessif : elle est donc rêvé- latrice d'une corrosion anormalement élevée du pipe-line 1. R E V E N D I C A T I O N S 1) Installation de contrôle d'une structure métallique immergée munie d'un dispositif de protection cathodique comprenant au moins une anode sacrificielle, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour mesurer la différence de potentiel entre deux points, dits de mesure, extérieurs à la structure, situés dans le liquide d'immersion, à des distances différentes de la surface extérieure de l'anode et se projetant . nalement sur cette surface. 2) Installation de contre suivant la face exté- tion 1, caractérisée en ce que dans le cas où la surface extéla sur de l'anode est profilée, la projection orthogonale sur la surface extérieure de l'anode du point de mesure le plus éloigné, dit premier point, et/ou du point de mesure le plus rapproché, dit ladite point, de cette dernibre, est distante des bords extrêmes de ladite surface extérieurs d'au moins un quart de la longueur axiale de cette surface. 3) Installation de contrôle suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le premier point de mesure est séparé de la surface extérieure de l'anode d'une distance au plus égale à la longueur axiale de cette surface. 4) Installation de contrôle suivant l'une quelconque des outre des moy ns pou caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour mesurer la différence de potentiel entre la masse de l'anode et un troisième point de mesure situé de dans le liquide d'immersion et séparé de la surface exté- rieure de l'anode d'une distance sensiblement mesur à celle séparant de ladite surface le deuxième point de mesure. té installation de contrôle suivant le revendication 4, caractérisée en ce que les deuxième et troisième points de mesure conïncident. 6) Procédé de contrôle d'une structure métallique immergée munie d'un dispositif de protection cathodique compremesu au moins une anode sacrificielle, caractérisé en ce qu'on mesure le courant total allant de l'anode à la structure en mesure r la différence de potentiel entre un premier point de mesure relativement éloigné de la surface extérieure de l'anode et un deuxième point de mesure relativement proche de cette sur face, les deux points de mesure étant situés dans le liquide d'immersion et se projetant orthogonalement sur une zone centrale de ladite surface extérieure. 7) Procédé de contrôle, suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on mesure en outre la différence de potentiel entre la masse de l'anode et un troisième point de mesure situé sensiblement à même distance de la surface extérieure de l'anode que le deuxième point de mesure. 8) Procédé de contrôle, suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les deuxième et troisième points de mesure cancident.