Premièrement, l'orientation du développement depipeline en acierTechnologie d'inspection. Lors de l'exploitation des oléoducs et gazoducs en acier de grande distance, la corrosion, due à des environnements internes et externes, est fréquente. La corrosion interne résulte principalement de l'action combinée du fluide transporté, de l'accumulation de liquide dans la canalisation, des impuretés et des contraintes internes. La corrosion externe, quant à elle, est généralement causée par l'endommagement et la défaillance du revêtement. La corrosion interne est généralement traitée par la gestion de l'état des canalisations et l'ajout d'inhibiteurs de corrosion. Ces dernières années, grâce au renforcement de la gestion de l'exploitation des oléoducs par les propriétaires et aux exigences strictes imposées aux fluides transportés, la corrosion interne a été largement maîtrisée. Actuellement, le principal axe de développement de la lutte contre la corrosion des oléoducs et gazoducs de grande distance, tant au niveau national qu'international, est la protection contre la corrosion externe. L'inspection des canalisations se concentre donc également sur les défauts de revêtement et les défauts de canalisation causés par la corrosion externe. Ces dernières années, avec la généralisation et l'application de l'informatique, les technologies de détection se sont rapidement développées, tant au niveau national qu'international, et l'inspection des canalisations s'est progressivement structurée en deux branches : la détection interne et la détection externe (détection du revêtement et détection intelligente). Généralement, lorsque le revêtement est endommagé, la canalisation sous-jacente est également corrodée. La technologie de contrôle externe des pipelines vise à évaluer l'efficacité du revêtement et de la protection cathodique, ainsi qu'à détecter les défauts de corrosion de la paroi interne par inspection par piqûres. La plupart des pipelines actuels équipés d'un système de contrôle interne orienté nord-sud s'avèrent très performants. La technologie d'inspection interne permet principalement de déceler les défauts tels que la corrosion interne et externe, les déformations localisées et les fissures de soudure, et d'évaluer indirectement l'intégrité du revêtement.
Deuxièmement, la technologie de détection externe au pipeline. Les pipelines enterrés utilisent généralement un système de protection composé d'un revêtement et d'une protection électrochimique (PE) pour contrôler la corrosion externe. Ces deux méthodes sont complémentaires : le revêtement assure une protection cathodique, c'est-à-dire économique et efficace, permettant de contrôler les défauts du revêtement, notamment les micro-perforations. Cette méthode est reconnue comme la meilleure et est largement utilisée pour la protection contre la corrosion des pipelines enterrés. Le revêtement constitue la première ligne de défense contre la corrosion externe et son efficacité influe directement sur le fonctionnement du courant de protection électrochimique. Le document n° 7 de la conférence annuelle NACE 993 soulignait : « Le revêtement approprié doit être adapté aux composants enterrés, qui assurent 99 % des besoins de protection, le reste étant assuré par la protection cathodique. » Par conséquent, le revêtement doit présenter de bonnes propriétés globales telles que l'isolation électrique, l'adhérence, la continuité et la résistance à la corrosion, et le maintien de son intégrité est primordial. Les performances globales du revêtement sont influencées par de nombreux facteurs, tels que les matériaux utilisés, la technique de remplissage, la qualité de la construction, l'environnement corrosif et le niveau de gestion. Après une période d'exploitation du pipeline, les performances globales du revêtement se dégradent à des degrés divers, se manifestant par le vieillissement, des fissures, un décollement, des dommages, etc. La surface du corps du tuyau est corrodée par contact direct ou indirect avec l'air et le sol. Si le revêtement n'est pas détecté et entretenu efficacement, cela peut entraîner la perforation, la rupture et d'autres dommages au tuyau.
La technologie de contrôle des revêtements consiste à utiliser un équipement spécial pour évaluer la performance globale du revêtement sans contact avec le sol, sans excavation du pipeline. Elle permet de localiser scientifiquement, précisément et économiquement les défauts de vieillissement et d'endommagement du revêtement, d'en déterminer l'ampleur et d'établir des statistiques classifiées. Parallèlement, elle réalise une évaluation complète de la taille et du nombre de défauts et propose un plan de rectification afin d'aider l'exploitant du pipeline à appréhender l'état du revêtement et à effectuer une maintenance adaptée pour garantir son intégrité. La mise en œuvre de cette technologie de contrôle des pipelines en Chine a débuté au milieu des années 1980. Les méthodes de contrôle comprennent principalement la mesure du potentiel standard pipeline/sol, le test de résistance d'isolation Pearson et le test de courant dans le pipeline. Les résultats des tests jouent un rôle important dans l'évaluation globale du revêtement, mais il subsiste un écart important concernant la localisation précise des défauts et les recommandations pertinentes pour la maintenance. Ces dernières années, grâce à des prêts de la Banque mondiale et à des échanges avec des entreprises étrangères du secteur des pipelines, les équipements de contrôle externe des pipelines sont devenus relativement bon marché et faciles à utiliser. La technologie étrangère de contrôle externe des pipelines est largement utilisée pour le contrôle des revêtements des oléoducs et gazoducs longue distance en Chine. La technologie de détection a atteint le niveau des pays développés les plus avancés, et les technologies de détection externes largement utilisées dans le travail comprennent principalement : la détection standard du potentiel tube/terre, la détection Pearson, le test de potentiel à pas court, le test de courant d'audience multifréquence et le test de gradient CC.
1. Technologie de détection de position standard sur la canalisation/le site (P/S) : Cette technologie est principalement utilisée pour contrôler l'efficacité de la protection cathodique. Elle consiste à mesurer, à l'aide d'un multimètre, le potentiel entre une électrode de cuivre/soufre (Cu/CuSO4) mise à la terre et un point précis de la surface métallique de la canalisation. L'analyse de la courbe de potentiel en fonction de la distance permet de déterminer la distribution du potentiel et de comparer le potentiel actuel au potentiel précédent. L'état du revêtement est ainsi évalué en vérifiant si le potentiel de protection cathodique mesuré est conforme à la norme. Cette méthode, rapide et simple, est encore largement utilisée par les services de gestion des canalisations pour la gestion et le contrôle quotidiens du revêtement et de la protection cathodique.
2. Technologie de surveillance Pearson (PS) : Cette technologie permet de détecter les défauts et les zones défectueuses des revêtements. Ne nécessitant pas de courant de protection cathodique, elle requiert uniquement l’injection du signal alternatif (000 Hz) du transmetteur sur la canalisation. Son fonctionnement est donc simple et rapide, et elle est largement utilisée pour la surveillance des revêtements. Cependant, la précision des résultats de détection est faible, car les interférences de courant externe, les variations de signal dues à la nature du sol et à l’épaisseur du revêtement peuvent entraîner des modifications. De plus, l’évaluation des défauts et de leur taille dépend de l’expérience de l’opérateur.
3. Technologie de test de potentiel à intervalles rapprochés (CIS, CIPS) : Le test de potentiel à intervalles rapprochés (Close Interval Survey) et la surveillance du potentiel de polarisation à intervalles rapprochés (Close Interval Potential Survey) sont similaires à la méthode de test standard du potentiel tube/terre (P/S). Leur principe repose sur le test de potentiel tube-terre et le test de potentiel hors tension. En mesurant le potentiel de protection cathodique du pipeline, on peut déterminer l'efficacité de cette protection et identifier indirectement la position et la taille des défauts, reflétant ainsi l'état du revêtement. Cette méthode présente toutefois des limitations : sa précision est faible, elle dépend de l'expérience de l'opérateur, elle est sensible aux interférences externes et les erreurs de lecture peuvent atteindre 200 à 300 mV.
4. Test de courant multifréquence en tube par PCM. La méthode du point médian multifréquence en tube est une technologie récente de surveillance des fuites de revêtement. Il s'agit d'une méthode de détection de revêtement améliorée, basée sur le test de gradient de courant en tube. Elle utilise un instrument PCM relativement performant, mesure le courant selon un intervalle de détection connu, détermine la distribution du gradient de courant et dresse un tableau complet de la canalisation. Cette méthode permet de localiser rapidement et à moindre coût les sections de canalisation présentant des fuites de courant importantes. L'ordinateur analyse et évalue l'état du revêtement, puis utilise le repère « A » de l'instrument PCM pour détecter le gradient de potentiel de surface et localiser précisément le point de rupture. Cette méthode est compatible avec les canalisations de différentes spécifications et matériaux. Elle permet de contrôler l'ensemble de la canalisation sur de longues distances et est moins sensible aux variations de matériaux de revêtement et à l'environnement. La valeur de la résistance de surface Rg est utilisée pour déterminer la qualité technique du revêtement, évaluer son état et proposer des solutions de maintenance. Grâce à une bobine de couplage dédiée, elle permet également d'inspecter les revêtements des canalisations sous-marines.
5. Méthode du gradient de potentiel continu (DCVG) : Cette méthode détecte le gradient de potentiel généré dans le sol par le courant de protection cathodique circulant vers la partie endommagée du revêtement de la canalisation enterrée (c’est-à-dire la chute de tension du sol) et calcule l’état du revêtement en fonction du pourcentage de chute de tension. La taille du défaut de revêtement n’est pas affectée par le courant alternatif ; de plus, en déterminant si le courant entre ou sort de la canalisation, on peut établir si celle-ci est corrodée.
6. Comparaison de plusieurs méthodes de test. Ces dernières années, l'auteur a testé l'efficacité du revêtement et de la protection cathodique sur plusieurs pipelines, notamment les lignes Sichuan Long-Cang, Gong-Zi, Lu-Wei et Shen-Dao. Une comparaison des méthodes susmentionnées a révélé que toutes les technologies de détection des défauts de revêtement reposent sur l'application de signaux continus ou alternatifs sur le pipeline, la différence résidant uniquement dans leur structure, leurs performances et leur fonctionnement. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients, et se distingue par ses points forts et ses points faibles pour l'évaluation globale du revêtement. Afin de pallier les limitations d'une technologie de détection unique, l'auteur a constaté que la combinaison de plusieurs méthodes permet de détecter les défauts de revêtement et de compenser les insuffisances des différentes technologies lors des inspections sur site. Pour les pipelines protégés par protection cathodique, il convient d'abord de se référer à la valeur de test consignée dans le rapport de gestion journalière (RJ), puis d'utiliser la technologie CIPS pour mesurer le potentiel entre le pipeline et la terre. Le potentiel mesuré après coupure de courant permet de déterminer l'efficacité du système de protection cathodique. Après avoir détecté un défaut de revêtement, la technologie DCVG permet de déterminer les caractéristiques de la cathode et de l'anode de chaque défaut, puis d'en localiser le centre. La chute de tension IR causée par le courant de fuite mesuré dans le sol permet ensuite d'évaluer la taille et la gravité du défaut et de choisir les réparations à effectuer. Pour les pipelines sans protection cathodique, la technologie PCM permet de déterminer la section de tuyau présentant une fuite de courant importante. La technique de détection par cadre en « A » ou par effet Pearson, utilisée en PCM, permet ensuite de localiser précisément le point de dommage et d'en déterminer l'étendue. La technologie PCM peut également être utilisée pour les pipelines avec protection cathodique, mais sa précision est légèrement inférieure à celle de la technologie DCVG. Toutes les techniques de détection de revêtements appliquent des signaux électriques au pipeline ; elles présentent donc des limitations et certains défauts ne sont pas détectés. L'absence de boucle de courant vers le sol nécessite d'autres méthodes de recherche. De plus, l'effet de blindage rend cette technique inadaptée aux pipelines traversant des tubages. Aucune technologie ne permet de déterminer si le revêtement s'est décollé.
Troisièmement, la technologie de détection en pipeline consiste à intégrer divers équipements de contrôle non destructif (CND) au racleur (PIG) et à transformer son utilisation initiale, non intelligente, pour le nettoyage, en une fonction de collecte, de traitement et de stockage d'informations. Le détecteur intelligent de défauts de pipeline (SMART PIG), doté de multiples fonctions, peut détecter les défauts du pipeline grâce au déplacement du racleur. Dès 1965, la société américaine Tuboscopc a appliqué avec succès la technologie de contrôle non destructif par fuite de flux magnétique (MFL) à la détection interne des oléoducs et gazoducs longue distance. D'autres technologies de détection interne non destructives ont ensuite été développées, révélant ainsi leurs vastes perspectives d'application. Actuellement, parmi les entreprises étrangères de surveillance les plus réputées figurent Tuboscopc GE PII aux États-Unis, British Gas au Royaume-Uni, Pipetronix en Allemagne et Corrpro au Canada, dont les produits sont désormais largement disponibles et diversifiés. Les détecteurs internes se divisent en plusieurs catégories : les calibres pour la détection des déformations géométriques des canalisations, les détecteurs de fuites pour la détection des fuites de canalisations, les détecteurs de fuites de flux magnétique pour la détection des défauts volumiques dus à la corrosion, et les détecteurs plans de fissures. On trouve également des détecteurs à courants de Foucault, des détecteurs à ultrasons et des équipements de détection de fissures basés sur les ondes de cisaillement élastiques. Plusieurs méthodes couramment utilisées sont brièvement présentées ci-dessous.
1. Les techniques d'amélioration de la mesure du diamètre servent principalement à détecter les déformations géométriques des canalisations causées par des forces extérieures et à déterminer l'emplacement précis de ces déformations. Certaines utilisent des dispositifs mécaniques, d'autres le principe de l'induction magnétique, permettant de détecter la géométrie des piqûres, l'ovalisation et les variations de diamètre intérieur. Ces anomalies géométriques affectent le diamètre intérieur effectif de la canalisation.
2. Technologie de détection des fuites. Actuellement, les technologies les plus abouties sont la méthode de pression différentielle et la méthode de rayonnement acoustique. La première consiste à utiliser un appareil de mesure de pression et à remplir la canalisation à tester avec le fluide approprié. Les fuites se produisent dans la zone de plus basse pression de la canalisation, et des détecteurs de fuites y sont installés. La seconde repose sur la détection acoustique des fuites. Elle exploite le son caractéristique, compris entre 20 et 40 kHz, émis lors d'une fuite dans la canalisation. Ce son est capté par un capteur à fréquence adaptée et capté par un dispositif électronique qui détecte et localise la fuite grâce à un système de marquage et d'indicateurs de niveau.
3. Technologie de détection des fuites de flux magnétique (MFL) Parmi toutes les technologies de détection de pipelines, la détection des fuites de flux magnétique est la plus ancienne. Elle permet de détecter les défauts volumiques causés par la corrosion interne et externe des parois des canalisations, et présente de faibles exigences environnementales. Utilisable également pour les oléoducs et gazoducs, elle permet d'évaluer indirectement l'état du revêtement et offre le champ d'application le plus vaste. Le phénomène de fuite de flux étant relativement bruyant, les signaux anormaux sont clairement visibles dans les enregistrements, même sans amplification. Son application est donc relativement simple. Il est important de noter que lors de l'utilisation d'un détecteur de fuites de flux magnétique pour l'inspection de pipelines, la vitesse de déplacement du racleur doit être contrôlée. En effet, la détection des fuites de flux magnétique est très sensible à cette vitesse, même si l'utilisation d'un capteur de courant à la place de la bobine de détection réduit la sensibilité, sans toutefois éliminer complètement l'influence de la vitesse. Pour une inspection optimale, la paroi du pipeline doit être complètement saturée magnétiquement. La précision du test est donc directement liée à l'épaisseur de la paroi : plus l'épaisseur est importante, plus la précision est faible. Le domaine d'application est généralement celui où l'épaisseur de la paroi du tuyau ne dépasse pas 2 mm. La précision de cette technologie est inférieure à celle des ultrasons, et la détermination de la hauteur exacte du défaut dépend toujours de l'expérience de l'opérateur.
4. Technologie de test par ultrasons piézoélectriques Le principe de la technologie de test par ultrasons piézoélectriques est similaire.
Date de publication : 28 juin 2023