Sondes à Résistance de Polarisation Linéaire (LPR)
Sondes à Résistance de Polarisation Linéaire (LPR)
Sondes à Résistance de Polarisation Linéaire (LPR)

 

Les sondes à résistance de polarisation linéaire constituent la méthode électrochimique pour les mesures de corrosion. Les sondes à résistance de polarisation linéaire sont utilisées dans les environnements de nature conductrice comme l’eau ou tout autre électrolyte où instantanément, la lecture en ligne des mesures de corrosion est requise. Le taux de corrosion est déterminé de façon électrochimique mesurant la polarisation de la résistance. Les sondes LPR sont ainsi recommandées pour les environnements aqueux, dans les systèmes pétroliers avec abondante production d’eau, et pour la détection de la corrosion par la condensation de l’eau. Les sondes LPR peuvent être aussi utilisées en combinaison avec les autres techniques électrochimiques comme la polarisation, l’impédance AC et les mesures de l’acoustique électrochimique.
Les sondes à résistance de polarisation linéaire sont en principe l’idéal lorsqu’on veut contrôler les fluctuations qui se produisent dans un système, par exemple ces sondes peuvent être utilisées pour le monitorage régulier des effets des inhibiteurs de corrosion. Les sondes ER par contre, fonctionnent dans les environnement a basse ou moyenne production d’eau, mais requièrent une longue période d’exposition pour pouvoir établir un taux de corrosion.

Le principe de fonctionnement est basé sur le mesurage du flux de courant entre les électrodes. Deux types de sondes LPR peuvent généralement être fournis; les techniques à deux électrodes (fonctionnement et mesurage) et à trois électrodes (fonctionnement, mesurage et référence). La surface peut se présenter avec des électrodes au raz du diamètre du corps de la sonde ou projetés à l’extérieur du corps de la sonde. Les sondes LPR avec des électrodes au raz du diamètre de la sonde (flush) de deux ou trois électrodes sont conçues pour leur installation au raz de la paroi interne de la tuyauterie. Les sondes sont disponible en configurations fixe et réglable. Pour la configuration flush les goujons font partie de l’extrémité de la sonde et en cas de dommage toute la sonde doit être remplacée.

Pour la configuration projeté à l’extérieur du corps de la sonde les risques de dépôts sur les électrodes sont réduits, ce qui par contre influence les résultats et permet une large surface d’exposition pour la même application. La configuration projeté comprend deux ou trois électrodes vissés à l’extrémité de la sonde, et isolés du corps de celle-ci. Les électrodes sont remplaçables et disponible chez EuropCorr sous commande.
Contrôler le rapport entre le potentiel électrochimique et le courant produit entre les électrodes permet de calculer le taux de corrosion. Les sondes LPR sont très efficaces en environnement aqueux et ont prouvé d’être une technique instantanée. Cette mesure du taux de corrosion courant permet à l’opérateur d’avoir un feedback presque instantané. Le monitorage avec les LPR voit une vaste application au niveau industriel depuis environ 50 ans.

La théorie de la résistance de polarisation linéaire
La conductivité électrique (inverse de la résistance) d’un fluide peut être mise en relation avec sa corrosivité. Une sonde LPR à deux ou trois électrodes peut être insérée dans le procédé, avec des électrodes isolées électriquement entre elles et isolées du procédé. Un léger potentiel de la gamme des 20Mv (qui n’affecte pas le procédé de corrosion naturelle) est appliqué entre les éléments et le courant résultant est mesuré. La résistance de polarisation est le rapport entre le potentiel appliqué et le courant résultant obtenu du mesurage. La résistance ainsi obtenue est inversement proportionnel au taux de corrosion.
La résistance électrique de tout conducteur est donnée par la proportion:

où 

R=résistance instantanée effective;
V=voltage appliqué;
I=courant instantané entre les électrodes

Si les électrodes subissent la corrosion au taux élevé avec le passage facile des ions en solution, un léger potentiel appliqué entre les électrodes produira un courant élevé et par ricochet une faible résistance de polarisation.

Avantages
L’avantage majeur du monitorage de la corrosion avec les LPR est la rapidité avec laquelle on peut obtenir des mesures du taux de corrosion. Les changements du taux de corrosion peuvent généralement être détectés en quelques minutes, donnant un système de mesures presque instantané. Cette réponse véloce permet à l’opérateur d’évaluer les changements au niveau du procédé et elle est particulièrement utile pour le monitorage effectif des programmes de prévention. Par exemple une réponse rapide signifie que la sélection de l’inhibiteur et sa quantité peuvent être évaluées et ajustées en un temps mineur. Les monitorage avec les LPR peut également donner l’indication sur le comportement du métal; par exemple quand l’alliage passe de l’état passif à celui actif, il en résulte une susceptibilité accrue à la corrosion. Les sondes LPR EuropCorr peuvent souvent une durée de vie longue en fonction des conditions de monitorage et de maintenance. Pour les sondes de type projecting les électrodes sont remplaçables, ce qui allonge la vie de la sonde et offre des options pour l’utilisation de différents matériaux pour divers objectifs de monitorage.
Les terminaux de la sonde sont le métal et le collant en verre et peut fonctionner dans systèmes avec des pressions jusqu’à 6000 psi à 220°C de température. Le connecteur est de type amphenol à 6 goujons, fourni avec un joint d’étanchéité et un joint torique, le diamètre du corps de la sonde est de 32mm, les sondes sont en principe conçues pour être assemblées avec le bouchon creux EuropCorr, peuvent être utilisées avec les systèmes d’accès sous pression de deux pouces EuropCorr de type mécanique et hydraulique. Utilisant le kit de récupération et la vanne de service EuropCorr la sonde peut être changée et inspectée sans interrompre le fonctionnement du système. Les mesures et les lectures de la sonde peuvent être effectuées à n’importe quel moment avec l’instrument portable MaxiCorr à partir du connecteur amphenol à 6 goujons, ou alors comme partie d’un système de mesure en continu quand il est utilisé en combinaison avec l’instrument d’enregistrement sur le terrain MegaCorr. Etant donné que toutes les mesures avec les sondes LPR requièrent la présence d’un électrolyte conducteur, les résultats consistants sont obtenus avec les systèmes aqueux. Dans les solutions pétrole/eau et en particulier où les conditions de l’eau varient (état condensé, fluide bi phasique), l’électrolyte requis n’existerait pas ou serait fluctuant, produisant des résultats difficile à interpréter avec fiabilité.
La longueur de la sonde peut être calculée par le fournisseur en se basant sur les suivantes informations fournies par le client:
Position: celles de l’installation du bossage et du point de monitorage (TOL, MOL & BOL)
Type de bossage: système mécanique ou hydraulique, connexion à souder sur la tuyauterie, à douille ou à bride
Dimensions: diamètre et épaisseur de la tuyauterie, et pour les bossages à bride l’encombrement du joint et la hauteur de l’ajutage (distance de la bride de l’ajutage jusqu'à son extrémité sur le diamètre extérieur de la tuyauterie).