Dans les réservoirs de stockage de carburéacteur chauffant l'eau récupérée (chlorure 200 ppm, pH 6) à 80 degrés, quelle paroi minimale en titane de grade 2 empêche les piqûres après 5 ans ?

Les réservoirs de stockage de carburéacteur peuvent collecter l’eau au fond provenant de la condensation et de la manipulation du carburant. L'eau récupérée est généralement salée (100 à 300 ppm de chlorures provenant de sources atmosphériques et marines), comprend de l'oxygène dissous et des traces d'hydrocarbures. Généralement, la couche d'eau est chauffée à 65 -80 degrés à l'aide de thermoplongeurs en titane pour empêcher la croissance microbienne et la formation de glace. Le titane de grade 2 résiste aux piqûres dans les solutions de chlorure jusqu'à une température critique de piqûre (CPT) qui dépend de la teneur en chlorure. Le grade 2 fonctionne à sa limite CPT et peut subir des piqûres pendant des périodes prolongées à 80 degrés et 200 ppm Cl⁻. L'épaisseur de la paroi donne une marge de corrosion : les piqûres doivent imprégner tout le mur pour déclencher une rupture. Ce document détermine l'épaisseur de paroi minimale pour éviter les perforations par piqûres tout au long d'une durée de vie de 5 ans.

200 ppm Cl{sup -} Comportement de piqûre
Une concentration de chlorure de 200 ppm (0,02 %) est modeste par rapport à l'eau salée (19 000 ppm) ou à la saumure. Le CPT de grade 2 dans 200 ppm de Cl⁻ est d'environ 85 à 90 degrés. À 80 degrés, l'alliage est en dessous de son CPT et donc, dans des conditions idéales, les piqûres ne devraient pas se produire. Cependant, en service dans les réservoirs de carburéacteur, le CPT effectif est réduit par de nombreux facteurs :

Conditions stagnantes : Un débit d’eau faible ou nul provoque une accumulation locale de chlorure à la surface du réchauffeur.

Dépôts dans des conditions semblables à celles d'une crevasse-sous des dépôts produits par des boues microbiennes ou des films d'hydrocarbures.

Cycle thermique : allumer et éteindre le radiateur peut perturber le film passif.

Faible teneur en oxygène : l'activité biologique peut consommer l'oxygène dissous et réduire la capacité de re-passivation.

Le CPT réel dans ces conditions de terrain peut être inférieur de 5 à 10 degrés à la valeur obtenue en laboratoire. Cependant, à 80 degrés, des piqûres peuvent survenir lors d'une exposition prolongée (des mois, voire des années) malgré de faibles concentrations globales de chlorure.

Comparaison des taux de propagation
Une fois les fosses ouvertes, elles se propagent à un rythme qui dépend de la concentration de chlorure, de la température et de l'oxygène disponible. Pour le grade 2 : à 80 degrés dans 200 ppm Cl- :

Délai jusqu'à la première fosse stable (heure de début de la fosse) : 1 000 à 3 000 heures (6 semaines à 4 mois) dans des conditions de terrain. Dans des conditions de laboratoire propre, l’initiation peut ne pas avoir lieu du tout.

Taux de propagation des fosses après initiation : 0,05 à 0,15 mm/an à 80 degrés dans 200 ppm Cl⁻. Le rythme est quelque peu lent, car la concentration en chlorure est faible ; À titre de comparaison, les taux de propagation dans l'eau salée (19 000 ppm Cl-) sont de 0,5 à 2,0 mm/an.

Pour un tube à paroi de 1,65 mm, temps écoulé entre l'initiation de la fosse et la perforation :=épaisseur de paroi/taux de propagation = 1.65/0.10=16.5 ans. Cela suppose toutefois une seule fosse se propageant de manière continue. En effet, plusieurs fosses peuvent s'initier et le taux de propagation des fosses peut augmenter avec la profondeur des fosses en raison de l'acidification locale. Le délai estimé entre l'initiation et la perforation est, de manière prudente, de 8 à 12 ans.

Épaisseur de paroi par rapport à la survie à 5 ans
Épaisseur de paroi (mm) Début prévu de la fosseDélai jusqu'à la perforation après le début Probabilité de survie à 5 ans 0,9 mm Oui (1 000 à 3 000 heures) 5 à 8 ans 70 à 80 % (certaines chances de)
1,2 mm Oui (1 000 à 3 000 heures)7 à 12 ans 85 à 95 % 1,65 mm (BWG 14)Retardé, mais possible 10 à 15 ans 95 à 99 %
2.0 mm Likely but delayed 12-18 years >99%
L’épaisseur de paroi minimale requise pour obtenir une probabilité de plus de 95 % d’absence de perforation par piqûre sur 5 ans est de 1,65 mm. À 1,2 mm, il y a 5 à 15 % de chances qu'une fosse qui s'amorce tôt puisse se propager à travers le mur dans les 5 ans.

CHAUFFE-EAU POUR RÉSERVOIRS DE CARBURANT Matrice d’application Condition de service Concentration en chlorure Température Épaisseur de paroi recommandée (grade 2) Survie prévue sur 5 ans
Good circulation, clean recovered water 100-200 ppm 65-70 °C 1.2 mm >95 %
Réservoir de carburéacteur typique (stagnant, quelques dépôts) 150-250 ppm 75-80 degrés 1,65 mm 95-99 %
Marine environment (high chloride incursion) 200-400 ppm 80C 2.0 mm >95%
Poor maintenance (biofilms, sludge)200-300 ppm 80°C 2.0 mm + Grade 7 99%+ Any service with chlorides >500 ppm >500 ppm 80 degrés Pas de grade 2 ; utiliser la 7e année. La 7e année est nécessaire
Suggestions d'utilisation pratique
Dans une situation de réservoir de stockage de carburéacteur à 200 ppm Cl- d'eau récupérée à 80 degrés, un tube en titane de grade 2 (BWG 14, épaisseur de paroi minimale de 1,65 mm) ne sera pas perforé au cours d'une durée de vie de 5 ans avec un niveau de confiance de 95 -99 %. Des parois plus minces (1,2 mm) peuvent survivre, mais le risque est plus grand. La faible concentration de chlorure entraîne des taux de croissance lents des fosses (0,05 à 0,15 mm par an) et même si des fosses se forment, une paroi de 1,65 mm laisse une marge de sécurité importante. Pour les réservoirs en conditions côtières ou avec des niveaux de chlorure supérieurs à 300 ppm, spécifiez une paroi de 2,0 mm ou passez au grade 7. Demandez un polissage de surface décapé à l'achat (élimine la pollution ferreuse qui pourrait provoquer des piqûres). Effectuer une inspection annuelle. Retirez le radiateur. Inspectez visuellement la présence de piqûres (grossissement 10x). Mesurez les fosses à l'aide d'une jauge de profondeur. Pour les fosses > 0,3 mm de profondeur, remplacez le chauffage tous les 5 ans. Le grade 2 offre un service rentable et fiable dans les applications de chauffage de l'eau des réservoirs de carburéacteur avec une sélection appropriée de l'épaisseur de paroi et une inspection périodique. Pour les nouvelles installations, spécifiez une épaisseur de paroi de 2,0 mm ou un grade 7 avec une paroi de 1,65 mm, si une durée de vie de 10 ans est souhaitée sans inspection.