Évaluation de l'effet de l'isolation thermique sur la tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte externe de l'acier inoxydable austénitique ASTM C692

Évaluation de l'effet de l'isolation thermique sur la tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte externe de l'acier inoxydable austénitique ASTM C692

La norme ASTM C692, méthode d'essai normalisée pour l'évaluation de l'effet des matériaux isolants sur la fissuration par corrosion sous contrainte externe de l'acier inoxydable austénitique, élaborée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), décrit deux méthodes d'essai en laboratoire permettant de déterminer si les matériaux isolants contribuent à la fissuration par corrosion sous contrainte externe due aux chlorures solubles qu'ils contiennent. Cette norme ne couvre pas toutes les conditions de terrain susceptibles de provoquer la corrosion sous contrainte externe de l'acier inoxydable austénitique.

Évaluation de l'effet de l'isolation thermique sur la tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte externe de l'acier inoxydable austénitique ASTM C692

Certains alliages d'acier inoxydable austénitique présentent une caractéristique naturelle : leur tendance à se fissurer aux points de contrainte lorsqu'ils sont exposés à certains environnements corrosifs. Les mécanismes de fissuration par corrosion sous contrainte externe sont complexes et encore mal compris, mais semblent liés à certaines propriétés métallurgiques. Les ions chlorure et fluorure peuvent induire une fissuration par corrosion sous contrainte même en l'absence d'ions inhibiteurs.

Les chlorures sont courants dans de nombreux environnements ; il convient donc de prendre des précautions particulières pour protéger l'acier inoxydable austénitique de la contamination par les chlorures.

La norme ASTM C692, une norme d'essai de matériaux largement acceptée pour évaluer l'effet de l'isolation thermique sur la tendance des aciers inoxydables austénitiques à développer une fissuration par corrosion sous contrainte externe, établit des procédures de laboratoire pour déterminer si les matériaux d'isolation thermique favorisent la fissuration par corrosion sous contrainte externe des aciers inoxydables austénitiques en raison de la présence de chlorures solubles et d'autres espèces corrosives.

Les aciers inoxydables austénitiques tels que 304, 304L, 316 et 316L sont couramment utilisés dans les domaines suivants :

  • usines de traitement chimique
  • installations pétrolières et gazières
  • terminaux GNL
  • Centrales nucléaires
  • équipement de transformation des aliments
  • installations pharmaceutiques
  • Systèmes de tuyauterie industrielle

Ces matériaux présentent généralement une excellente résistance à la corrosion. Cependant, ils peuvent subir une fissuration par corrosion sous contrainte externe dans les conditions spécifiques suivantes :

  • contrainte de traction
  • Ni
  • oxygène
  • Haute température
  • pollution au chlorure

La norme ASTM C692 détermine si un matériau isolant contribue à ce mécanisme de défaillance avant d'être approuvé pour le service.

Des fissures de corrosion sous contrainte externe se développent sur la surface extérieure de l'acier inoxydable, sous l'isolation thermique. Ce processus se déroule généralement comme suit :

  • L'eau de pluie ou la condensation pénètre dans l'isolant.
  • L'eau dissout les sels de chlorure présents dans l'isolant.
  • Le chauffage provoque l'évaporation.
  • Des chlorures se condensent à la surface de l'acier inoxydable.
  • Les contraintes de traction et les températures élevées provoquent des fissures microscopiques.
  • Les fissures se propagent jusqu'à ce qu'une rupture catastrophique se produise.

Comme les dommages se produisent sous l'isolant, ils restent souvent cachés jusqu'à ce qu'une détérioration importante survienne.

La norme ASTM C692 fournit des méthodes de laboratoire pour évaluer si les matériaux isolants augmentent la tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte externe. Cette norme,

  • Il permet d'évaluer l'isolation avant son utilisation commerciale.
  • Il compare les formulations d'isolants.
  • Il décrit de nouveaux produits d'isolation.
  • Il soutient les programmes d'homologation des matériaux.

Cette méthode d'essai est principalement conçue comme un test de qualification avant production, et non comme un contrôle qualité de routine pour chaque lot de production. La vérification chimique des lots de production est quant à elle assurée par la norme ASTM C871.

Ce procédé peut être appliqué à de nombreux produits d'isolation, notamment :

  • Laine minérale
  • Isolation en fibre de verre
  • Silicate de calcium
  • Verre cellulaire
  • Isolation en perlite
  • Isolation en fibres céramiques
  • ciments isolants
  • Systèmes d'isolation haute température

Cette procédure peut être utilisée pour évaluer les matériaux d'isolation absorbants et non absorbants.

La norme ASTM C692 utilise des éprouvettes en acier inoxydable austénitique sensibilisé, conçues pour être délibérément sujettes à la fissuration induite par les chlorures. Lors des essais,

  • Le matériau isolant entre en contact avec l'échantillon.
  • L'eau ionisée apporte de l'humidité.
  • Les températures élevées accélèrent la corrosion.
  • Les chlorures solubles se déplacent vers la surface du métal.
  • Les échantillons restent exposés pendant environ 28 jours.
  • Les échantillons sont ensuite examinés afin de détecter d'éventuelles fissures de corrosion sous contrainte.

La norme ASTM C692 définit deux procédures de laboratoire adaptées à différents types d'isolation. Ces méthodes simulent les phénomènes suivants :

  • Isolation humide
  • cycle thermique
  • migration du chlorure
  • Concentration de sels corrosifs
  • exposition à long terme

L’objectif est de reproduire les conditions environnementales dans lesquelles la fissuration par corrosion sous contrainte externe est la plus susceptible de se produire pendant l’utilisation.

L'équipement utilisé lors des tests comprend généralement les éléments suivants :

  • éprouvettes en acier inoxydable
  • Dispositif de chauffage contrôlé
  • système de distribution d'eau
  • Échantillons d'isolation d'essai
  • Dispositifs d'exposition
  • microscope optique
  • équipement de préparation métallographique
  • Outils d'inspection des fissures
  • Critères d'évaluation

Après exposition, les échantillons sont examinés pour les éléments suivants :

  • Fissuration superficielle
  • Fissuration intergranulaire
  • Fissuration intragranulaire
  • Densité de fracture
  • Longueur de la fissure
  • Points de départ de fissure

Si aucune fissure n'est observée dans les conditions spécifiées, l'isolant présente une résistance acceptable à la fissuration par corrosion sous contrainte externe.

La norme ASTM C692 est étroitement liée à la norme « ASTM C795, spécification relative à l'isolation thermique destinée à être utilisée au contact de l'acier inoxydable austénitique », qui est une spécification pour l'isolation thermique conçue pour être utilisée au contact de l'acier inoxydable austénitique. Généralement,

  • La norme ASTM C692 évalue la tendance des isolants à se fissurer.
  • La norme ASTM C871 mesure les ions chlorure, fluorure, sodium et silicate lixiviables.
  • La norme ASTM C795 utilise les résultats des deux normes pour définir les critères d'acceptation.

La norme ASTM C692 est largement utilisée dans les domaines suivants :

  • usines pétrochimiques
  • Raffineries de pétrole
  • Plateformes offshore
  • installations de GNL
  • Centrales nucléaires
  • Centrales thermiques
  • production chimique
  • Production pharmaceutique
  • usines de papier et de pâte à papier
  • usines de transformation alimentaire

Les avantages de l'utilisation de la norme ASTM C692 sont les suivants :

  • Elle empêche la corrosion cachée sous l'isolant.
  • Réduit les coûts de maintenance
  • Cela accroît la fiabilité des installations.
  • Cela prolonge la durée de vie de l'équipement.
  • Elle permet de vérifier l'adéquation des matériaux d'isolation.
  • Cela améliore la sécurité au travail.
  • Cela permet d'éviter les pannes et les fuites coûteuses.

La norme ASTM C692 est une norme d'essai d'aptitude en laboratoire et présente certaines limitations :

  • Il ne peut pas reproduire toutes les conditions de terrain.
  • Les environnements de service peuvent contenir des contaminants supplémentaires non inclus dans le test.
  • Les dommages mécaniques et la qualité de l'assemblage ne sont pas couverts par la garantie.
  • La réussite du test ne garantit pas une immunité complète contre la fissuration par corrosion sous contrainte externe de l'isolation dans tous les environnements d'exploitation.

La norme ASTM C692 reste la norme industrielle en matière d'adéquation des matériaux d'isolation thermique en termes de leur potentiel à provoquer une fissuration par corrosion sous contrainte externe dans l'acier inoxydable austénitique.

En conclusion, la norme ASTM C692 est essentielle pour les industries utilisant des équipements en acier inoxydable isolés fonctionnant dans des environnements difficiles. En fournissant une méthode normalisée d'évaluation de la contribution des matériaux d'isolation à la fissuration par corrosion sous contrainte externe, elle aide les fabricants et les exploitants d'installations à choisir des systèmes d'isolation plus sûrs, à réduire les coûts de maintenance et à améliorer la fiabilité à long terme des canalisations, des réservoirs et des équipements de process. Avec les normes ASTM C795 et ASTM C871, la norme ASTM C692 constitue le fondement des programmes de qualification de l'isolation pour les installations en acier inoxydable sensibles à la corrosion.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte d'une équipe compétente et expérimentée, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme ASTM C692.

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