Tuyaux plaqués ou tuyaux en alliage de nickel massif : analyse des coûts-avantages pour les services corrosifs

Pour les applications de flux corrosifs internes - qui représentent plus de 80 % de toutes les canalisations de service corrosives dans les industries du pétrole et du gaz, de la chimie et de la production d'électricité, - les tuyaux à revêtement métallurgique (support en acier au carbone + 2-3 revêtement en alliage de nickel de mm) offrent une résistance à la corrosion identique à celle des tuyaux en alliage de nickel solide tout en réduisant le coût des matériaux de 40 à 60 %. Les tuyaux en alliage de nickel massif ne sont justifiés que lorsque l'environnement extérieur est également corrosif, lorsque le diamètre du tuyau est très petit (inférieur à NPS 2) ou lorsque la température de service dépasse 450 °C.

Portée Ce guide couvre : les méthodes de fabrication de tuyaux à revêtement métallurgique (liaison par laminage à chaud, liaison explosive, recouvrement par soudure) ; comparaison des coûts avec des tuyaux en alliage de nickel massif dans des tailles et alliages typiques ; normes applicables (ASTM A264, A265 ; API 5LD ; DNV ST F101) ; analyse des coûts du cycle de vie, y compris les dépenses d'investissement, l'installation, l'inspection et la maintenance ; limites de sélection et matrice de décision ; et FAQ pour les équipes d’approvisionnement.

Qu’est-ce qu’un tuyau plaqué ?

Clad pipe has a metallurgical bond between the corrosion-resistant alloy (CRA) layer and the carbon steel backing - the two metals are fused at the atomic level. Lined pipe has only a mechanical interference fit. This single difference determines temperature capability (clad: >400°C ; doublé:<150C), resistance to disbonding under thermal cycling, and pressure rating - clad pipe is always the choice for safety-critical, high-temperature, or high-pressure corrosive service.

Un tuyau gainé se compose de deux couches liées ensemble à l'interface par un processus métallurgique : une couche de support externe en acier au carbone ou en acier faiblement allié (le "support" ou "métal de base") qui assure la résistance structurelle et le confinement de la pression, et une couche interne (le "gainage" ou "métal plaqué") d'un alliage de nickel, d'acier inoxydable ou d'un autre alliage résistant à la corrosion (CRA) qui offre une résistance à la corrosion du fluide interne. La couche de revêtement a généralement une épaisseur de 2,0-4,0 mm, ce qui représente 10-25 % de l'épaisseur totale du mur. La principale distinction technique réside dans la liaison métallurgique : la couche de revêtement et le métal de support sont joints par diffusion atomique à l'interface lors de la fabrication à haute température, créant ainsi une structure de grain continue à travers la frontière. Cette liaison a une résistance au cisaillement supérieure à 140 MPa (20 000 psi) selon les exigences ASTM A264/A265 – supérieure à la résistance au cisaillement de nombreux aciers au carbone eux-mêmes.

En revanche, un tuyau revêtu est doté d'un manchon CRA à paroi mince-inséré dans un tuyau en acier au carbone et dilaté mécaniquement (hydrauliquement ou avec un racleur) pour s'ajuster-contre la paroi intérieure. Il n’y a AUCUNE liaison atomique entre le revêtement et le support. Sous cycle thermique, le revêtement et le support se dilatent et se contractent à des rythmes différents car l'acier au carbone (CTE ~12 x 10 K) et les alliages de nickel (CTE ~13-14 x 10 K) ont des coefficients de dilatation thermique différents, créant des espaces entre le revêtement et le support. Au cours de plusieurs cycles thermiques, ces espaces se développent, provoquant potentiellement l'effondrement du revêtement sous l'effet d'une surpression externe provenant de l'espace annulaire. C'est pourquoi les tuyaux revêtus sont limités à des températures modérées (généralement inférieures à 150 °C) et ne sont pas recommandés pour les applications comportant des cycles thermiques fréquents.

[Source] ASTM A265-12 : Spécification standard pour les plaques d'acier revêtues de nickel et d'alliage à base de nickel- ; API 5LD-2015 : Tuyaux en acier plaqués ou doublés CRA.

Trois méthodes de fabrication de tuyaux plaqués

Les tuyaux plaqués sont fabriqués selon trois méthodes : - collage par laminage à chaud (idéal pour les grands-diamètres et la production en grand volume-), collage explosif (idéal pour les revêtements épais ou les petits lots) et revêtement par superposition de soudure (idéal pour les raccords, les petits diamètres et les réparations après-fabrication). Le choix de la méthode dépend du diamètre du tuyau, du volume de production et des exigences en matière d'épaisseur de revêtement.

Collage à chaud (HRB) - La norme de l'industrie pour les gros tuyaux

Le collage à chaud est la méthode la plus largement utilisée pour produire des tôles plaquées qui sont ensuite transformées en tuyaux plaqués soudés (procédé UOE ou JCOE). Le processus commence avec deux dalles distinctes : une dalle en acier au carbone (généralement ASTM A516 Gr.70 ou API 5L X65) et une dalle en alliage de nickel (par exemple, Inconel 625, Alloy 825 ou acier inoxydable 316L). Les surfaces de contact sont nettoyées pour éliminer tous les oxydes, puis les deux dalles sont assemblées avec les surfaces de contact en contact et scellées sur les bords par soudage pour éviter l'oxydation lors du chauffage.

L'assemblage est chauffé à 1 100 -1 250 C, puis laminé à chaud-jusqu'à l'épaisseur finale de la plaque plaquée. À cette température, la diffusion atomique se produit à travers l’interface, créant une liaison métallurgique continue. Après le laminage, la plaque plaquée est coupée sur mesure, traitée thermiquement-selon les spécifications, puis transformée en tuyau par le processus UOE (U-presse, O-presse, Expand) ou JCOE. La soudure longitudinale est réalisée avec du métal d'apport correspondant - le support est soudé avec une électrode en acier au carbone et le côté revêtement est soudé avec une électrode en alliage de nickel.

• Mécanisme de liaison : diffusion atomique à 1 100 -1 250 C - structure de grain continue à travers l'interface
• Épaisseur typique du revêtement : 2,0 à 4,0 mm (contrôlée par le rapport d'épaisseur de la dalle)
• Plage de diamètres de tuyaux : NPS 16 à NPS 84 (406 mm à 2 134 mm) via UOE/JCOE
• Délai : 14 à 20 semaines de la commande à la livraison pour les tailles standards
• Volume de production : élevé (milliers de tonnes par commande)
• Vérification de la qualité : tests par ultrasons selon ASTM A578 ; test de cisaillement selon ASTM A265 ; essai de pliage

Liaison explosive - pour revêtements épais ou petits lots

La liaison explosive utilise une charge explosive contrôlée qui explose au-dessus de la plaque de revêtement, qui est placée à une distance précise-de la plaque de base. L'onde de détonation se propage à travers les plaques à une vitesse de 2 000-3 000 m/s, créant une collision à haute-vitesse qui génère des pressions supérieures à 10 GPa (100 000 atmosphères) à l'interface. Cette pression extrême élimine tous les oxydes de surface et force les deux métaux ensemble si rapidement qu'une liaison métallurgique au niveau atomique se forme sans faire fondre aucun des métaux.

L'interface de liaison présente un motif ondulé caractéristique sous examen microscopique - cette interface ondulée augmente la surface liée de 30-50 % par rapport à une interface plate, offrant une force de liaison comparable à celle du collage au rouleau à chaud. Le collage explosif est idéal pour les revêtements épais (3 à 10 mm), les combinaisons d'alliages exotiques et les petits lots de production pour lesquels la mise en place d'une campagne de laminage à chaud n'est pas rentable.

• Mécanisme de liaison : collision oblique à haute-vitesse (2 000-3 000 m/s) - motif d'interface ondulé
• Épaisseur typique du revêtement : 2,0 à 10,0 mm (peut être plus épaisse que le collage à chaud)
• Taille de la plaque : limitée à la capacité de l'installation explosive (généralement jusqu'à 4 m de largeur x 12 m de longueur)
• Délai : 8-14 semaines
• Volume de production : petit à moyen (plaques simples jusqu'à 500 tonnes)

Revêtement de recouvrement soudé (GTAW ou PTA) - pour raccords et petits diamètres

Le revêtement soudé dépose une couche d'alliage de nickel directement sur la surface interne d'un tuyau ou d'un raccord en acier au carbone à l'aide du soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW/TIG) ou du soudage à l'arc par transfert de plasma (PTA). Le fil ou la poudre d'apport en alliage de nickel est fondu et fusionné sur le substrat en acier au carbone, créant ainsi une couche de revêtement liée métallurgiquement. Le principal défi du recouvrement de soudure est la dilution : l'alliage de nickel fondu se mélange à un peu d'acier au carbone à l'interface, ce qui peut réduire la résistance à la corrosion de la zone diluée.

Un bon contrôle du processus maintient la dilution en dessous de 5-10 %, et le premier passage est suivi d'un deuxième passage dont la dilution est négligeable. Le recouvrement par soudure est la méthode de choix pour : (1) les raccords plaqués (coudes, tés, réducteurs) qui ne peuvent pas être fabriqués à partir de plaques plaquées ; (2) tuyaux plaqués de petit diamètre (NPS 2-14) pour lesquels le collage à chaud n'est pas économique ; (3) réparation sur site de tuyaux gainés endommagés dont la couche de revêtement a été rayée ou usée.

• Mécanisme de liaison : soudage par fusion - alliage de nickel fondu et fusionné sur un substrat en acier
• Épaisseur de revêtement typique : 2,0-5,0 mm (deux-passes minimum pour la couche supérieure à faible dilution)
• Plage de diamètres : NPS 2 à NPS 48 ; idéal pour les raccords et les petits tuyaux
• Délai : 10-16 semaines
• Volume de production : n’importe quel volume (de la pièce unique aux milliers)
• Paramètre clé d'assurance qualité : teneur en Fe<5% in the top cladding pass (prevents dilution-induced corrosion)

Comparaison des coûts

Dans toutes les qualités et tailles de tuyaux courantes en alliage de nickel, les tuyaux plaqués (revêtement de 3 mm sur acier au carbone) coûtent 40-65 % de moins que les tuyaux en alliage de nickel massif. Les économies augmentent avec le diamètre du tuyau : pour un tuyau NPS de 12 pouces, l'Inconel 625 plaqué coûte environ 290 $/kg contre environ 55 $/kg pour le revêtement, soit une réduction du coût des matériaux de plus de 60 %. Cet avantage en termes de coût est le principal moteur de l’adoption de canalisations gainées dans l’industrie pétrolière et gazière.

[Source] Estimations des coûts basées sur les prix du marché des alliages de nickel 2024-2025 pour les quantités broyées. Le coût du revêtement comprend une épaisseur de revêtement de 3 mm, un support en acier au carbone (API 5L X65), la fabrication et un NDE selon ASTM A265. Les prix réels varient en fonction du prix au comptant du nickel, de la quantité commandée et de l'emplacement. Économies annuelles basées sur 10 000 mètres linéaires - typiques pour un grand projet offshore.

Pourquoi les tuyaux en alliage de nickel massif sont-ils si chers ?

Les tuyaux en alliage de nickel massif sont chers car ils contiennent plus de 60 % de nickel en poids - et le nickel est un métal de base dont le prix est de 16 000 $-25 000 $ la tonne métrique. Les tuyaux plaqués remplacent 80 -90 % de ce matériau coûteux par de l'acier au carbone dont le prix se situe entre 600 et 900 $ la tonne, soit une différence de coût de matière première 25 fois supérieure, tout en conservant une résistance interne identique à la corrosion. Le coût de l'ajout de 3 mm de revêtement en alliage de nickel à l'acier au carbone représente environ 10 à 15 % du coût de fabrication de l'ensemble du mur en alliage de nickel.

La structure des coûts d'un tuyau solide en Inconel 625 est dominée par la matière première : l'Inconel 625 contient environ 61 % de nickel, 22 % de chrome, 9 % de molybdène et 3,5 % de niobium en poids. Au prix du nickel de 18 000 $/tonne, du chrome à 12 000 $/tonne et du molybdène à 45 000 $/tonne -, le coût de la matière première à lui seul pour l'Inconel 625 est d'environ 18 à 22 $/kg. En ajoutant la fusion, le travail à chaud, le traitement thermique et le NDE, le coût du tuyau fini est d'environ 45 à 65 $/kg pour les tailles standard.

Un tuyau SCH 40 de 12 - pouces pèse environ 73 kg/m, ce qui donne un coût de matériau d'environ 3 300 à 4 100 $/m pour l'Inconel 625 massif. Le support en acier au carbone pour un tuyau plaqué de même diamètre et de même programme pèse environ 65 kg/m pour un coût d'environ 0,70 $/kg, et la couche de revêtement en Inconel 625 de 3 mm pèse environ 8 kg/m. kg/m pour un coût d'environ 50 $/kg. Le coût total du matériau de revêtement des tuyaux est d'environ 45 $/m (acier au carbone) + 400 $/m (revêtement) + 200 $/m (liaison/formage)=environ 650 $/m - contre 3 300 $/m pour l'équivalent solide. Cela représente une différence de coût de 5 fois par mètre de tuyau.

Analyse des coûts du cycle de vie : CAPEX + OPEX sur 30 ans

Sur un cycle de vie de plateforme offshore de 30 ans, les tubes plaqués offrent un coût total de possession (TCO) environ 45 à 55 % inférieur à celui des tubes en alliage de nickel massif. Les économies de CAPEX (40 à 60 %) sont le facteur dominant. OPEX est essentiellement identique car la couche de revêtement offre la même résistance à la corrosion que l'alliage solide. La prime de fabrication des tuyaux gainés (procédé de gainage + NDE supplémentaire) ne représente que 5 à 10 % du coût total, ce qui est négligeable par rapport aux économies de matières premières.

[Source] Estimations du TCO pour un projet illustratif de surface offshore. La différence de coût d'installation reflète une complexité de soudage supplémentaire pour les tuyaux plaqués (soudure de support + passe de revêtement). Le coût total de possession réel varie en fonction de l'emplacement du projet, des taux de main-d'œuvre et du prix au comptant du nickel au moment de l'approvisionnement.

Normes et spécifications

Cinq normes régissent l’approvisionnement et l’inspection des tuyaux gainés. ASTM A264 (plaqué d'acier inoxydable) et ASTM A265 (plaqué d'alliage de nickel) spécifient les exigences en matière de plaques plaquées. API 5LD couvre les tuyaux en acier plaqués/revêtus pour les applications de pipelines. DNV ST F101 régit les systèmes de pipelines sous-marins, y compris les canalisations gainées. La norme NACE MR0175 / ISO 15156 couvre les environnements de sulfure d'hydrogène pour service acide - où les tuyaux gainés doivent démontrer que l'alliage de revêtement répond à la même qualification de service acide qu'un alliage solide.

Inspection et tests - Vérification de l'intégrité du revêtement

Les tuyaux plaqués subissent plus de NDE que les tuyaux en alliage solide - en plus des tests de tuyaux standard (chimiques, mécaniques, hydrotests), un tuyau plaqué nécessite une inspection par ultrasons à 100 % pour l'intégrité de la liaison selon ASTM A578 (niveau S2 ou S3), un test de résistance au cisaillement de la liaison plaquée (minimum 140 MPa), un test de pliage pour vérifier la ductilité de l'interface plaquée et un PMI (identification positive du matériau) de l'alliage de revêtement pour vérifier la qualité. conformité.

• Tests par ultrasons (UT) : inspection des liaisons plaquées à 100 % selon ASTM A578 niveau S2 (grille de 50 mm) ou S3 (grille de 25 mm). Toute zone non liée dépassant la limite d'acceptation doit être réparée ou découpée.
• Test de cisaillement : une éprouvette cylindrique est usinée avec l'interface de liaison à mi--hauteur et cisaillée. Résistance minimale au cisaillement : 140 MPa (20 000 psi) selon ASTM A264/A265.
• Test de pliage : une éprouvette de -mur-épaisseur complète est pliée à 180 degrés sur un mandrin avec le revêtement en tension. Aucune séparation ou fissuration de la liaison plaquée n’est autorisée après le pliage.
• Analyse chimique : L'alliage de revêtement est analysé selon la norme ASTM applicable (par exemple, ASTM B443 pour Inconel 625). L'acier de support est analysé selon ASTM A20/A20M.
• PMI (Positive Material Identification) : 100 % des tuyaux et raccords plaqués selon ASTM E2148. L'analyse XRF ou OES vérifie que la composition de l'alliage de revêtement correspond aux spécifications d'achat.
• Test hydrostatique : conformément à la section 9.3 de l'API 5LD, chaque joint de tuyau plaqué est hydrotesté à 1,5 fois la pression de conception pendant un temps de maintien minimum de 10 secondes.

Quand Clad Pipe fonctionne - et quand il ne fonctionne pas

Les tuyaux plaqués sont le choix recommandé pour toutes les applications de flux corrosif interne avec un diamètre de tuyau supérieur à NPS 2 et une température de service inférieure à 450 °C. Un tuyau en alliage de nickel massif n'est requis que lorsque l'environnement externe est également corrosif, que le diamètre du tuyau est trop petit pour un revêtement économique ou que la température de service dépasse 450 °C, où le décalage de dilatation thermique devient important.

Les trois cas où un tuyau en alliage de nickel massif est requis

Règle 1Environnement corrosif externe. Lorsque l'extérieur du tuyau est exposé à des milieux corrosifs, - tuyau enterré dans un sol acide contenant du H2S, tuyau immergé dans de l'eau acide ou tuyau dans une atmosphère corrosive - un tuyau CRA solide est requis car le support en acier au carbone se corroderait de l'extérieur. Le tuyau plaqué protège uniquement la surface interne.

Règle 2Diamètre du tuyau inférieur à NPS 2 (DN 50). En dessous d'un diamètre nominal de 2-pouces, le rapport épaisseur du revêtement-à-mur- devient non économique. Un tuyau SCH 40 de 1,5 pouce a une épaisseur de paroi de seulement 3,68 mm. Si 3 mm sont du revêtement, moins de 0,68 mm sont de l'acier au carbone - le support est si fin qu'il ne peut pas fournir de résistance structurelle. À ce stade, un tuyau CRA solide coûte le même prix, voire moins, qu’un tuyau plaqué.

Règle 3Température de service supérieure à 450C. Au-dessus de 450 °C, la différence de coefficients de dilatation thermique entre les alliages de nickel (CTE ~14 x 10 K) et l'acier au carbone (CTE ~12 x 10 K) crée une contrainte de cisaillement élevée à l'interface de la gaine pendant le cycle thermique. Au-dessus de 450 °C, la limite d'élasticité de l'interface diminue également, augmentant le risque de décollement du revêtement sous pression combinée + contrainte thermique. Le tuyau en alliage solide élimine ce mode de défaillance.

Soudage de tuyaux plaqués

Le soudage d'un joint soudé de tuyau plaqué est un processus en deux -étapes - : le support en acier au carbone est d'abord soudé avec un métal d'apport en acier au carbone, puis le revêtement en alliage est restauré à travers la soudure avec un métal d'apport en alliage de nickel. Si la soudure de support pénètre dans le revêtement, ou si la passe de revêtement présente une dilution excessive, la résistance à la corrosion de la zone de soudure est compromise. Une qualification appropriée des procédures de soudage selon ASME Section IX et API 5LD est obligatoire pour chaque spécification de procédure de soudage de tuyaux plaqués (WPS).

Le joint soudé pour tuyaux plaqués nécessite une géométrie de rainure soigneusement conçue. La rainure standard pour le soudage bout à bout de tuyaux plaqués est un biseau composé : le côté support en acier au carbone présente un biseau classique en V simple - (angle inclus de 60 degrés) soudé de l'extérieur avec une électrode en acier au carbone (par exemple, E7018 pour API 5L X65). Une fois la soudure de support terminée et inspectée (VT et RT/UT), une zone de décapage-back est préparée à l'intérieur du tuyau - la couche de revêtement est retirée d'environ 5 à 8 mm de chaque côté du joint de soudure pour exposer l'acier au carbone propre.

La passe de restauration de gaine est ensuite déposée à l'aide d'un métal d'apport en alliage de nickel (par exemple ERNiCrMo-3 pour gaine Inconel 625) avec une dilution minimale (<5% Fe). After the cladding pass, the weld is inspected by VT and PT (penetrant testing), and PMI verifies that the cladding composition meets the alloy specification. A post-weld cladding pass ferrite check (<5% Fe) is required for sour service per ISO 15156.

Règle 4La passe de soudure du revêtement doit être déposée avec un métal d'apport en alliage de nickel correspondant à la qualité du revêtement - n'utilisez jamais d'apport en acier au carbone sur le côté plaqué. Même une seule passe de soudure sur acier au carbone en contact avec un fluide corrosif peut déclencher une corrosion par piqûres en quelques mois de fonctionnement.

Règle 5Traitement thermique post-soudage (PWHT) pour le support en acier au carbone - généralement 600-650 C pendant 1 heure par 25 mm d'épaisseur de paroi - doit être effectué AVANT la passe de restauration du revêtement si l'alliage de revêtement est susceptible d'être sensibilisé aux températures PWHT (par exemple, revêtement en acier inoxydable 316L). Pour le revêtement en alliage de nickel (Inconel 625, Alloy 825), le PWHT peut être réalisé après le revêtement si l'on prend soin d'éviter la précipitation du carbure de chrome.

Différence de coût de soudage - plaqué par rapport au solide

[Source] Estimations des coûts de soudage pour la fabrication en atelier. Les coûts de soudage sur site sont généralement de 1,5 - 2x les coûts d'atelier. Le soudage de tuyaux plaqués coûte plus cher par joint, mais cela ne représente qu'un faible pourcentage du coût total d'installation : les économies de matériaux (60 %) dépassent de loin la prime de soudage (20 à 30 % par joint).

Foire aux questions

Q : Combien d’argent les tuyaux plaqués permettent-ils d’économiser par rapport aux tuyaux en alliage de nickel massif ?

R : Les tuyaux plaqués permettent d'économiser environ 40-60 % du coût des matériaux par rapport aux tuyaux en alliage de nickel massif. Pour un tuyau Inconel 625 typique de 12 - pouces, un tuyau plaqué coûte environ 1 640 $/m contre 4 100 $/m pour un tuyau solide, soit une économie de 2 460 $ par mètre. Pour un projet comprenant 1 000 mètres de canalisations de 12 pouces, cela représente 2,46 millions de dollars d'économies de matériaux. Sur un cycle de vie de 30 ans, les tuyaux plaqués offrent un coût total de possession inférieur d'environ 47 % car la couche de revêtement résistante à la corrosion offre une durée de vie identique à celle d'un tuyau en alliage solide tout en éliminant 80 à 90 % du matériau coûteux en alliage de nickel.

Q : Les tuyaux plaqués sont-ils aussi solides que les tuyaux en alliage de nickel massif ?

R : Oui - et dans certains cas, c'est plus fort. La résistance structurelle d'un tuyau est déterminée par son support en acier au carbone (par exemple, API 5L X65 avec une limite d'élasticité de 450 MPa), et non par la fine couche de revêtement. L'Inconel 625 a une limite d'élasticité d'environ 414 MPa à l'état recuit, tandis que l'API 5L X65 a une limite d'élasticité de 450 MPa - le tuyau plaqué est en réalité 8 % plus résistant en termes de confinement de pression. La couche de revêtement apporte une résistance structurelle négligeable car elle ne représente que 3 mm d'un mur total de 9,53 mm (12" SCH 40). La pression nominale est calculée sur la base de l'épaisseur totale de la paroi selon ASME B31.3 ou DNV ST F101 -, la couche de revêtement compte entièrement dans l'épaisseur de paroi pour la conception mécanique.

Q : Les tuyaux gainés peuvent-ils être utilisés dans un service acide (environnements contenant du H2S-) ?

R : Oui, à condition que l'alliage de revêtement soit qualifié pour la pression partielle, la température et la concentration de chlorure spécifiques de H2S selon NACE MR0175/ISO 15156. Le tuyau plaqué doit répondre à trois exigences supplémentaires : (1) la dureté de l'alliage de revêtement doit être de 22 HRC (248 HV10) maximum pour les alliages de nickel corroyé ; (2) la dilution de la zone de soudure doit être<5% Fe in the top cladding pass to maintain the alloy chemistry in the corrosion-resistant range; (3) the carbon steel backing must also meet NACE hardness requirements for the backing material grade (primarily relevant for the weld HAZ). Clad Inconel 625 and Alloy 825 pipes are widely used in sour gas production facilities worldwide - they are NACE MR0175 / ISO 15156 listed materials when the cladding alloy meets the qualification requirements.

Q : Quelle est la différence entre un tuyau plaqué et un tuyau recouvert de soudure ?

R : Les tuyaux plaqués (liés à chaud ou liés par explosif) ont une couche de revêtement formée d'une seule pièce avec le métal de base lors de la fabrication de la plaque, AVANT la formation du tuyau. La couche de revêtement des tuyaux de recouvrement soudés est déposée par soudage sur l'intérieur d'un tuyau en acier au carbone déjà -formé. Les principales différences : (1) Le tuyau plaqué a une dilution nulle de la couche de revêtement (la chimie de l'alliage est identique à celle de la plaque d'origine), tandis que le revêtement de soudure a une dilution de 5 - 10 % lors du premier passage (le Fe du support en acier se mélange au revêtement) ; (2) Les tuyaux plaqués ont une épaisseur de revêtement uniforme de par leur conception, tandis que l'épaisseur du revêtement de soudure varie de 10 - 20 % en raison de la nature du processus de soudage ; (3) Le revêtement soudé est plus flexible - ; il peut être appliqué aux raccords, aux petits diamètres et aux réparations - mais il est généralement plus cher par unité de surface que le revêtement collé à chaud. Pour les tuyaux droits de grand diamètre (NPS 16+), les tuyaux plaqués laminés à chaud sont la norme ; pour les raccords et les petits diamètres, le recouvrement par soudure est la norme.

Q : Que se passe-t-il si la couche de revêtement est endommagée lors de l'installation ou de l'entretien ?

R : Une couche de revêtement endommagée peut être réparée par superposition de soudures sur le terrain -. C'est l'un des avantages des tuyaux plaqués par rapport aux tuyaux revêtus, qui ne peuvent pas être réparés. La procédure de réparation est la suivante : meuler la couche de revêtement endommagée jusqu'à une profondeur qui expose l'acier au carbone propre et non contaminé ; remplir avec du métal d'apport en alliage de nickel correspondant par soudage GTAW (TIG) ; meuler au ras de la surface de revêtement adjacente ; PT inspecter ; et PMI vérifient que l'alliage de réparation correspond aux spécifications du revêtement d'origine. Si les dommages s'étendent à travers le support en acier au carbone (par exemple, un impact externe provoquant une bosse), la section affectée doit être découpée et remplacée par un nouveau morceau de tuyau gainé soudé en place selon la procédure de soudage de tuyau gainé qualifiée.

Q : Combien de temps les tuyaux plaqués durent-ils en service offshore ?

R : Les tuyaux plaqués en Inconel 625 utilisés dans les services d'eau produite en mer ont une durée de vie nominale de 25 -30 ans sans tolérance de corrosion interne -, identique à celle des tuyaux en Inconel 625 solides. La couche de gaine se corrode à un taux inférieur à 0,01 mm/an dans les fluides typiques produits en mer (eau de mer + CO2 + trace de H2S à 4-90 C). À ce rythme, une couche de revêtement de 3 mm mettrait plus de 300 ans à se corroder, ce qui dépasserait de loin la durée de vie prévue de tout projet. Le support externe en acier au carbone est protégé par un revêtement en polypropylène (3LPP) à 3 couches ou en époxy lié par fusion (FBE), qui a une durée de vie nominale de 25 à 30 ans pour un service enterré ou immergé selon DNV RP F106. Si le revêtement externe échoue, le support en acier au carbone se corrodera à raison de 0,1 à 0,3 mm/an dans l'eau de mer, ce qui est pris en compte dans la tolérance de corrosion externe (généralement 3 à 6 mm). Avec une protection contre la corrosion interne et externe, un tuyau gainé correctement conçu atteint une durée de vie de 25 à 30 ans.