L'application de l'acier inoxydable dans les fonds marins
Rodrigo Signorelli, directeur de la technologie marine et énergétique d'Otokumpu, présentera l'application de l'acier inoxydable et des alliages à haute sécurité et fiabilité dans les fonds marins. Il s'agit notamment de Sanicro®35, qui peut être utilisé dans des environnements plus difficiles et qui est moins cher que l'alliage 625.
canalisation
Le pétrole et le gaz sont transportés par des conduites de contrôle et des conduites d'injection de produits chimiques sous la mer. La conduite de contrôle commande hydrauliquement la vanne de sécurité souterraine, qui arrête automatiquement la production lorsque la pression est insuffisante pour garantir la sécurité. Grâce à la canalisation, des produits chimiques peuvent être injectés dans le puits afin d'accélérer la séparation du sable du pétrole et du gaz, de réduire la mousse, d'augmenter le débit et d'inhiber la corrosion. Dans l'environnement sous-marin, à 10 000 mètres de profondeur, la fiabilité du matériau est très importante. Le choix d'un tube enroulé en alliage résistant à la corrosion pour fabriquer le pipeline présente non seulement une forte résistance à la corrosion et de bonnes propriétés mécaniques, mais permet également de garantir que le matériau, soumis à des pressions répétées et à une décharge de pression, conserve d'excellentes performances en termes de fatigue. L'alliage 825 a une excellente résistance à la corrosion et est idéal pour les lignes de contrôle et les lignes d'injection de produits chimiques. En outre, le Supra 316L peut également être utilisé pour fabriquer des pipelines dans des environnements relativement bien corrosifs.
Câble ombilical
Le câble ombilical regroupe de nombreux services sous-marins, reliant les puits sous-marins aux plateformes pétrolières et gazières de surface, fournissant des services de surveillance, d'alimentation et de communication pour les activités d'exploration sous-marine et le stockage du dioxyde de carbone, couvrant une variété d'applications telles que les pipelines, les câbles d'alimentation et de données. Dans le cadre du transport de pétrole et de gaz sur les fonds marins, il est nécessaire de poser un câble ombilical très long, il faut choisir des matériaux résistants à la pression, des tuyaux sans soudure parce qu'il n'y a pas de joint, c'est le choix idéal pour le câble ombilical, mais le coût de production des tuyaux sans soudure est élevé, la longueur d'un seul tuyau est limitée, il faut plusieurs tuyaux pour le soudage, les joints de soudure peuvent présenter des lacunes, ce qui nécessite une attention particulière lors du test. Cela augmente également le coût et la complexité des câbles ombilicaux. Ces dernières années, de plus en plus d'ingénieurs concepteurs utilisent des tubes soudés en continu plutôt que des tubes sans soudure. La longueur d'un seul tube est plus importante, ce qui réduit le nombre de soudures manuelles, et la soudure continue à la machine assure la cohérence du processus, ce qui le rend plus précis et plus uniforme au niveau de l'épaisseur de la paroi. Par rapport aux tubes sans soudure, les tubes soudés en continu peuvent avoir une épaisseur de paroi plus fine, ce qui permet de réduire l'utilisation de matériaux et de diminuer les coûts. Le Forta SDX 2507 est idéal pour les câbles ombilicaux en raison de sa résistance élevée à la corrosion et de sa résistance mécanique.
Tuyau flexible
Les conduites flexibles sont souvent utilisées comme colonnes montantes pour transporter le pétrole et le gaz du fond de la mer à la surface, ainsi que comme oléoducs sous-marins. Ces conduites sont suspendues dans l'eau de mer pendant leur utilisation, et il est important de maintenir un état stable dans l'environnement dynamique de l'eau de mer. Dans leur construction, les conduites flexibles comportent un certain nombre de couches, notamment des barrières thermoplastiques étanches, des couches d'armure résistantes à la tension et à la pression, et un boîtier en acier inoxydable résistant à l'effondrement. Le Supra 316L est généralement utilisé pour les projets en eaux peu profondes, tandis que l'Ultra 254 SMO et l'Ultra 6XN sont utilisés pour les projets à forte teneur en sel. Dans les projets en eaux profondes, où la pression de l'eau plus élevée nécessite des matériaux plus résistants, l'acier duplex devient le meilleur choix, comme Forta LDX 2101, Forta DX 2205 et Forta SDX 2507.
Tuyau composite et tuyau revêtu
Les pipelines sous-marins sont essentiels pour transporter le pétrole et le gaz des sites de production aux raffineries. L'alliage résistant à la corrosion est le meilleur choix, mais le coût de l'alliage est élevé, si tout l'alliage est utilisé pour fabriquer des tuyaux, le prix sera très élevé. Une autre solution consiste à utiliser des tuyaux à revêtement mécanique ou des tuyaux composites, dont le diamètre intérieur est fait d'un alliage résistant à la corrosion et l'enveloppe d'acier au carbone, ce qui rend ces tuyaux relativement bon marché. Le tube composite permet une liaison métallurgique entre l'alliage résistant à la corrosion et le tube extérieur, sans espace entre les deux couches de matériau, ce qui réduit les risques dans les applications à haute pression et à haute température. Le laminoir professionnel qui produit la plaque composite prend en sandwich l'alliage résistant à la corrosion et l'acier au carbone au milieu, et fabrique la plaque composite après de nombreux traitements. Pour le traitement de plaques épaisses plus larges et de plaques composites en petits lots, la méthode de composite explosif est utilisée pour la production. Une autre façon de fabriquer des plaques composites est le soudage de surface, où des fils ou des bandes de soudure en alliage résistant à la corrosion sont soudés à la surface intérieure de tuyaux ou de raccords en acier au carbone. Les tubes à revêtement mécanique sont constitués de tubes en acier au carbone revêtus d'alliages résistant à la corrosion. Le procédé le plus courant consiste à insérer un revêtement en alliage résistant à la corrosion dans une gaine en acier au carbone et à pousser le revêtement fermement dans le corps du tube par expansion hydraulique ou par rotation mécanique. Certains fabricants renforcent également la liaison entre les deux couches en chauffant le tube extérieur ou l'adhésif. Ces technologies ne nécessitent pas autant d'énergie et d'infrastructures de production que le compoundage métallurgique. Le coût est relativement faible, mais le composite métallurgique est plus résistant que le composite mécanique. Les tubes composites et revêtus sont généralement fabriqués en Supra 316L austénitique et sa variante à haute teneur en molybdène Supra 316L HiMo, les qualités supérieures Ultra 317L et Ultra 904L étant choisies pour les environnements plus corrosifs. Certains choisiront l'Ultra 254 SMO car il s'agit d'un acier inoxydable super austénitique contenant du molybdène 6% et de l'azote ajouté, qui peut être utilisé dans des environnements difficiles nécessitant une résistance élevée à la corrosion uniforme et locale. Pour les gaz contenant du soufre, Outokumpu propose également l'alliage Ultra 825, un alliage austénitique à base de nickel stabilisé au titane, largement utilisé dans les systèmes de canalisation de l'industrie pétrolière et gazière.
Sanicro®35
L'alliage 625, très résistant à la corrosion en raison de sa teneur en nickel de 58% et en molybdène de 10%, est utilisé dans les environnements sous-marins exigeants, mais il est coûteux et volatile, ce qui pose des problèmes de planification et de livraison des projets. Sanicro®35, produit par Otokumpu, est un alliage compétitif avec une excellente résistance à la corrosion qui peut remplacer l'alliage 625 à base de nickel dans certains environnements difficiles et garantir la durée de vie. Avec 35% de nickel et 6,4% de molybdène, Sanicro®35 réduit non seulement les coûts, mais aussi l'impact des fluctuations de prix, ce qui en fait une alternative idéale à l'alliage 625. Sanicro®35 comble l'écart entre l'acier inoxydable à haute performance et les alliages à base de nickel. Il peut être utilisé dans une variété d'environnements corrosifs difficiles, y compris l'eau de mer, l'acide et l'alcali, la corrosion par érosion, la corrosion par piqûres et par crevasses, et la corrosion fissurante sous contrainte. En outre, il présente une résistance mécanique élevée, une bonne formabilité, une bonne soudabilité et une bonne aptitude à la transformation.
Développement durable
La durabilité est de plus en plus importante, et les opérateurs pétroliers et gaziers doivent également mesurer la durabilité et en rendre compte. Ainsi, en plus de garantir la performance des matériaux dans les applications sous-marines, la réduction de l'empreinte carbone devient de plus en plus importante. C'est pourquoi nous prenons l'initiative de fournir à nos clients des données précises sur l'empreinte carbone. En novembre 2022, nous avons commencé à publier l'empreinte carbone de produits spécifiques sur les certificats de produits, qui combinent une moyenne mobile de toutes les données affectant l'empreinte carbone et sont vérifiées par le cabinet de conseil en ingénierie WSP. Nos clients ont accès à des données précises sur l'empreinte carbone, ce qui leur permet de calculer leur empreinte carbone avec plus de précision. Jusqu'à présent, les équipementiers utilisaient généralement l'empreinte carbone moyenne pour calculer, par exemple, l'empreinte carbone moyenne par kilogramme d'acier inoxydable dans les usines européennes, qui est de 2,8 kilogrammes. En réalité, les émissions de carbone d'Otokumpu par kilogramme d'acier inoxydable ne sont que de 1,8 kilogramme, voire moins. L'avantage pratique est qu'ils disposent d'un chiffre précis qui leur permet de calculer avec exactitude l'empreinte carbone du produit.