L’industrie pétrolière et gazière est depuis longtemps à l’avant-garde de l’adoption de revêtements à haute température pour empêcher la corrosion interne des cuves de process et d’autres équipements fonctionnant à une température supérieure à la température ambiante.
Conditions hautement corrosives
La raison la plus évidente de l’avancement de cette industrie dans le domaine des revêtements est les conditions corrosives qui prévalent à tant d’étapes de la production du pétrole et du gaz. Une corrosion sévère peut affecter l’équipement des installations de production en amont jusqu’aux raffineries en aval. Ces mécanismes de corrosion sont principalement causés par des bases aqueuses, des niveaux élevés de chlorures et également des atmosphères corrosives telles que le sulfure d’hydrogène et le dioxyde de carbone. Ces conditions provoquent une forte corrosion pour de nombreux métaux et alliages. Les revêtements protecteurs à base de polymères organiques peuvent offrir une très bonne résistance à long terme dans de nombreuses applications.
Les sociétés pétrolières et gazières sont très bien informées en matière de prévention de la corrosion et ont accumulé beaucoup d’expérience au fil des décennies. Par conséquent, ils savent généralement quelles technologies fonctionnent dans certaines conditions et lesquelles ne fonctionnent pas. Mais les nouveaux changements du marché créent des défis pour les sociétés pétrolières et gazières et les fabricants de revêtements.
De nouveaux défis et des températures toujours plus élevées
À mesure que les réserves de pétrole et de gaz diminuent, l’industrie est obligée d’explorer et d’extraire des champs de plus en plus profonds et de produire des fluides avec des niveaux de corrosifs beaucoup plus élevés que par le passé. À son tour, cela a conduit à une augmentation des températures et des pressions de traitement nécessaires pour produire des carburants qui répondent à des spécifications acceptables.
Pour suivre le rythme, l’industrie des revêtements protecteurs a dû développer de nouveaux revêtements polymères organiques améliorés capables de supporter les températures de fonctionnement plus élevées et les conditions toujours plus corrosives. Chesterton/ARC propose une gamme de revêtements haute température qui répondent à une multitude d’expositions extrêmes.
L’industrie pétrolière et gazière exploite également de nombreux équipements de process plus anciens conçus et fabriqués à partir de matériaux adaptés à des conditions qui n’existent plus aujourd’hui. Ces équipements doivent soit être remplacé pour un coût considérable, soit amélioré en appliquant des revêtements polymères protecteurs ou un revêtement avec un métal ou un alliage plus résistant à la corrosion.
Test et acceptation de nouvelles technologies de revêtement à haute température
L’un des défis auxquels sont confrontés les fabricants de revêtements protecteurs est de convaincre les principaux producteurs de pétrole et de gaz que les nouveaux revêtements résistants à des températures plus élevées peuvent résister à ces conditions de fonctionnement plus agressives. Pour les compagnies pétrolières et gazières, les enjeux sont clairement élevés. La défaillance d’un revêtement dans un environnement de processus qui pourrait entraîner l’arrêt d’une plate-forme de production peut coûter à l’opérateur des millions d’euros/dollars en perte de production. La sécurité est un autre critère clé, en particulier dans la sélection de tout matériau utilisé soit en mer, soit dans une raffinerie. Tous les nouveaux matériaux et technologies doivent être minutieusement testés et éprouvés avant que les ingénieurs en corrosion autorisent leur utilisation.
La plupart des grandes sociétés pétrolières et gazières multinationales maintiennent leurs propres listes de revêtements qualifiés et spécifiés qui ont satisfait aux exigences des tests de laboratoire et/ou des retours d’expérience dans le domaine. Souvent, les tests de laboratoire doivent être effectués par des laboratoires tiers indépendants selon des méthodes de test normalisées. Cependant, de nombreux opérateurs ont leurs propres exigences de test uniques qui doivent être effectuées pour qu’un revêtement soit répertorié dans leurs spécifications. Par conséquent, plusieurs tests de laboratoire indépendants doivent être effectués pour répondre aux exigences de toutes les sociétés pétrolières et gazières mondiales. Cela augmente les dépenses de développement de nouveaux matériaux et augmente le temps de développement pour mettre sur le marché de nouveaux revêtements testés.
Bien qu’il puisse y avoir des raisons valables pour lesquelles les sociétés pétrolières et gazières exigent certaines différences dans les tests de produits qui doivent être effectués par les fabricants de revêtements, parvenir à un consensus plus commun sur les tests pourrait permettre aux fabricants de revêtements de développer de nouvelles technologies plus rapidement et d’investir dans davantage de R&D.
Les nouvelles avancées en matière de revêtement et leur fonctionnement
Il existe deux principaux types de polymères qui sont principalement utilisés pour le revêtement interne des capacites et des équipements soumis à une corrosion aqueuse à des températures et des pressions élevées:
- Polymères époxy
- Polymères d’esters vinyliques
Bien que ces types de polymères soient utilisés comme revêtements protecteurs depuis des décennies, les récents progrès de ces technologies ont permis aux fabricants de produire des revêtements capables de résister à des températures d’immersion beaucoup plus élevées dans des conditions corrosives sévères.
Ces progrès ont été rendus possibles par le développement de polymères qui ont des températures de transition vitreuse (Tg) beaucoup plus élevées que les polymères époxy ou vinylester traditionnels plus anciens. Alors que les technologies plus anciennes étaient capables d’atteindre des Tg dans la plage de 50 à 60 °C, ces nouveaux polymères haute température (tels que ceux utilisés dans le revêtement haute température ARC S5 – le développement le plus récent de la société AW Chesterton) ont une Tg allant jusqu’à 210°C, permettant une immersion continue à des températures allant jusqu’à 180°C.
Les revêtements protecteurs à base de polymères d’ester vinylique ont également connu des progrès ces dernières années en termes de capacités de Tg ultimes. Cependant, l’utilisation de revêtements à base d’ester vinylique a diminué dans l’industrie pétrolière et gazière en raison de la nature plus dangereuse de ces revêtements lors de l’application.
Les revêtements à haute température sont généralement utilisés sur les équipements manipulant des fluides de procédé aqueux, où la corrosion aqueuse est un problème. Les domaines d’application comprennent les cuves de séparation, les échangeurs de chaleur et les refroidisseurs, des filtres de coalescence, les lignes torches air, les tuyaux et les bobines de tuyaux, les pompes, les vannes et une large gamme d’autres équipements.
Les partenariats apporteront plus rapidement de nouvelles technologies sur le marché
En regardant vers l’avenir, il est certain que l’industrie pétrolière et gazière sera confrontée à de nouveaux défis qui nécessiteront de nouvelles solutions, notamment en matière de protection contre la corrosion dans des environnements à haute température. Les fabricants de revêtements protecteurs tels que la société AW Chesterton sont prêts à relever ces défis et sont impatients de nouer des partenariats avec l’industrie pétrolière et gazière pour commercialiser plus rapidement les nouvelles technologies et faciliter leur adoption et leur acceptation.
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En savoir plus sur l’auteur Nick Wilson