L'essentiel : un circuit de refroidissement industriel en boucle ouverte ou fermée réutilise l'eau après échange thermique (appoint par tour aérofrigorifique ou bassin) ; sa corrosion est une superposition de corrosion électrochimique, piqûres par chlorures, corrosion influencée par les micro-organismes (MIC) et corrosion sous dépôt. La protection suit une logique en couches : stabilisation de l'eau + revêtement de protection + au besoin protection cathodique ou matériau résistant. Selon GB/T 50050-2017, la vitesse de corrosion uniforme de l'acier carbone est tenue <0.075 mm/a et celle des alliages de cuivre et inoxydables <0.005 mm/a ; les boîtes à eau des condenseurs et l'alésage des tuyauteries de circulation sont souvent chemisés d'un revêtement époxy-phénolique (novolac) de 300–500 µm, tandis que les bassins en béton reçoivent un primaire d'étanchéité époxy et une barrière vinylique/écailles de verre. La boîte à eau, la tuyauterie d'eau et le bassin ont des formes de corrosion dominantes différentes, donc la protection ne peut être uniforme.
Ce qu'on entend par corrosion d'un circuit de refroidissement industriel
L'eau de refroidissement circule en boucle entre les faisceaux d'échangeurs, les boîtes à eau, la tuyauterie de circulation et le bassin de la tour aérofrigorifique, se concentrant par évaporation tout en s'échauffant ; quand les cycles de concentration montent, la teneur en sels, les chlorures et l'alcalinité progressent ensemble. L'acier carbone subit une corrosion uniforme par dépolarisation oxygène ; les dépôts et le biofouling créent des piles d'aération différentielle qui amorcent des piqûres localisées ; un appoint marin ou très chloré déclenche en plus la piqûre aux chlorures et la fissuration sous contrainte des inoxydables. Les micro-organismes tels que les bactéries réductrices de sulfates (SRB) forment des micro-zones anaérobies sous le biofouling, source classique de MIC.
Quel lien avec le traitement chimique de l'eau ?
Les inhibiteurs de corrosion et d'entartrage et les biocides relèvent de la stabilisation de l'eau : ils maintiennent la vitesse de corrosion, la résistance thermique des dépôts et la charge microbienne sous les limites, première ligne de défense en exploitation ; mais la chimie n'empêche ni l'amorçage des piqûres, ni la corrosion-érosion, ni les attaques localisées dans les interstices et les soudures, et ne protège pas une base déjà dégradée. Les revêtements et chemisages relèvent de la barrière-matériau et isolent le métal du milieu ; la protection cathodique complète pour les aciers immergés tels que boîtes à eau et tuyauteries enterrées. Les trois se répartissent les rôles et ne se substituent pas les uns aux autres — c'est précisément la combinaison que le corrosionniste et le service eau fixent ensemble.
Chiffres clés
- Limites de vitesse de corrosion (GB/T 50050-2017) : acier carbone des échangeurs et circuits de circulation <0.075 mm/a (environ 3 mpy) ; alliages de cuivre et inoxydables <0.005 mm/a.
- Fenêtre qualité d'eau : pH 6.8–9.5 (avec un traitement acide, le bas de plage ne doit pas descendre sous 6.8) ; pour un refroidissement indirect ouvert, les cycles de concentration ne devraient pas être inférieurs à 5.0, ni à 3.0 ; turbidité en général ≤20 NTU et ≤10 NTU au droit des échangeurs.
- Microbes et biofouling : hétérotrophes totaux ≤1×10⁵ CFU/mL, biofouling ≤3 mL/m³, chlore résiduel libre 0.1–1.0 mg/L — le biofouling est le terreau de la piqûre sous dépôt et de la MIC.
- Vitesse et température de paroi : vitesse côté tubes >1.0 m/s, côté calandre >0.3 m/s (éviter le dépôt sans éroder) ; la température de paroi métallique ne doit pas dépasser 70 ℃ pour freiner la piqûre chlorurée.
- Critères d'entartrage : résistance thermique des dépôts ≤3.44×10⁻⁴ m²·K/W, vitesse d'adhérence ≤15 mg/(cm²·mois) (jusqu'à 20 en raffinerie) ; plus le dépôt est épais, plus la corrosion sous dépôt est rapide.
- Barrière-revêtement : boîtes à eau et alésage des tuyauteries de circulation portent souvent un revêtement époxy-phénolique (novolac) de 300–500 µm, les bassins béton un primaire d'étanchéité époxy et une barrière ester vinylique/écailles de verre.
Principales parties du circuit de circulation × forme dominante de corrosion × protection de premier choix (une combinaison, pas un choix unique)
| Partie | Forme dominante de corrosion | Protection de premier choix | Points clés de contrôle |
|---|---|---|---|
| Boîte à eau du condenseur/échangeur (acier carbone) | Corrosion à oxygène + piqûres sous dépôt/biofouling, MIC | Chemisage époxy-phénolique 300–500 µm + anodes sacrificielles | Stripe coat sur angles et soudures, détection étincelle des pores, point de rosée et séchage |
| Tuyauterie de circulation en acier (paroi interne) | Amincissement uniforme + piqûres localisées | Chemisage mortier ciment/époxy + stabilisation de l'eau | Basse vitesse contre les dépôts, haute vitesse contre l'érosion, couplée à la protection cathodique |
| Tubes d'échange (alliage de cuivre/inoxydable) | Piqûres chlorurées, corrosion ammoniacale/sous contrainte | Rehausse du matériau (duplex/titane) + contrôle du chlore et de la température | Interaction chlore–température, éviter les zones mortes et les parois sèches |
| Tour aérofrigorifique / bassin béton | Carbonatation, gonflement des armatures corrodées, fuites | Étanchéité époxy + ester vinylique/écailles de verre | Dessiccation du support, suivi du joint de dilatation, évaluation de la substitution par carrelage |
D'où vient la corrosion dominante de chaque partie
Boîtes à eau et tuyauteries de circulation : attaque localisée sous dépôt et biofouling
Dès que le parcours d'eau s'entartre ou accumule du biofouling, l'oxygène se raréfie et les chlorures se concentrent sous le dépôt, formant une pile d'aération différentielle à grande cathode et petite anode ; la profondeur de piqûre peut dépasser de loin l'amincissement moyen. La paroi nue en acier carbone la subit directement ; chemisage et protection cathodique sont la barrière principale.
Tubes d'échange : piqûres/corrosion sous contrainte liées au chlore et à la température
L'inoxydable 304, à haute température et fort chlore, est sujet aux piqûres et à la fissuration sous contrainte par chlorures, et les alliages de cuivre sont menacés par l'ammoniac et l'érosion ; la voie maîtresse est de tenir la paroi sous 70 ℃ et le chlore dans la plage tolérée par le matériau, en utilisant au besoin du duplex ou des tubes en titane.
Corrosion influencée par les micro-organismes MIC
Les SRB réduisent le sulfate en sulfure dans les micro-zones anaérobies du biofouling, formant du FeS agressif et acidifiant le milieu local ; les biocides, le maintien du biofouling ≤3 mL/m³ et la suppression des zones mortes à stagnation sont les leviers concrets pour tenir la MIC en échec.
Système de revêtement et mise en œuvre — points clés
- Choix du système : boîtes à eau et côté eau avec un chemisage époxy sans solvant ou époxy-phénolique (novolac) résistant à l'eau et à la température ; le corps en béton avec un primaire d'étanchéité et une couche ester vinylique/écailles de verre pour bloquer la perméation.
- Préparation de surface : grenaillage de l'acier jusqu'à Sa2½ avec rugosité Rz à cible, meulage des soudures affleurant, arrondi des arêtes vives et stripe coat — les angles sont le point le plus faible de tout chemisage.
- Fenêtre d'application : maîtriser température ambiante et humidité relative, avec l'acier au moins 3 ℃ au-dessus du point de rosée pour éviter la condensation qui ruine l'adhérence.
- Contrôle qualité : mesure du film humide plus mesure magnétique du film sec (logique SSPC PA 2), détection étincelle des pores et défauts traversants, adhérence quadrillage/traction, tension d'essai fonction de l'épaisseur.
- Interface avec protection cathodique et traitement de l'eau : quand chemisage et anodes sacrificielles sont combinés, vérifier le potentiel de protection (eau de mer usuellement référence Ag/AgCl −0.80 à −1.05 V) pour ne pas abîmer le revêtement par surprotection.
- Traçabilité d'exploitation : enregistrer les vitesses des coupons/sondes de corrosion, les bilans hebdomadaires d'eau et les comptes rendus de détection étincelle dans le dossier d'équipement ; en cas de dépassement, contrôler d'abord la chimie et le biofouling, puis le dommage du revêtement.
Questions fréquentes
Si l'eau de circulation est déjà traitée en inhibiteurs de corrosion et d'entartrage, le revêtement ou la protection cathodique sont-ils encore utiles ?
Oui, les deux ne s'excluent pas. La chimie tient la vitesse de corrosion uniforme sous les limites mais protège mal contre l'amorçage des piqûres, la corrosion localisée sous dépôt/biofouling, l'érosion et l'attaque en interstice ; le chemisage et la protection cathodique des boîtes à eau et des tuyauteries sont les deuxième et troisième barrières aux niveaux matériau et électrochimique, et sont décisifs aux zones mortes, angles et soudures.
Pourquoi les limites de vitesse de corrosion de l'acier carbone et de l'inoxydable diffèrent-elles d'un ordre de grandeur ?
GB/T 50050-2017 fixe le carbone à <0.075 mm/a et les alliages de cuivre/inoxydables à <0.005 mm/a car, dès qu'un inoxydable subit une piqûre ou une corrosion sous contrainte en chlorures, c'est une défaillance traversante qui ne se juge pas par un « amincissement moyen » ; la limite plus sévère impose de prévenir la corrosion localisée par le choix du matériau et le contrôle du chlore et de la température.
Pourquoi les boîtes à eau des condenseurs préfèrent-elles l'époxy-phénolique à un époxy ordinaire ?
La boîte à eau reste immergée, avec des écarts de température et des cycles chaud/froid lors des maintenances ; la résine époxy durcie à la phénolique (novolac) résiste mieux à l'eau chaude, à la température et aux agents chimiques que l'époxy aminé ordinaire, et un chemisage de 300–500 µm avec détection des pores réduit nettement les piqûres sous dépôt et les fuites ; angles et soudures exigent quand même un stripe coat.
Comment quantifier et maîtriser concrètement le biofouling ?
Selon GB/T 50050-2017, biofouling ≤3 mL/m³ (méthode de décollage au biocide), hétérotrophes ≤1×10⁵ CFU/mL. La maîtrise combine biocides oxydants (chlore résiduel 0.1–1.0 mg/L, chloration-choc intermittente) et rotation de biocides non oxydants contre les résistances, avec une vitesse minimale contre les dépôts et une purge périodique.
Le bassin béton fuit et ses armatures gonflent par corrosion : comment le revêtement peut-il rattraper ?
D'abord assainir le support : purger les parties non adhérentes, désoxyder les armatures, sceller souple fissures et joints de dilatation ; puis construire une couche d'étanchéité primaire époxy + ester vinylique/écailles de verre, en garantissant la siccité et la teneur en eau du support dans les limites et la capacité du revêtement à suivre le déplacement au joint, en évaluant au besoin un carrelage résistant ou une membrane souple.
Un chemisage en mortier ciment dans les tuyauteries de circulation a-t-il encore du sens ?
Pour les tuyauteries en acier où la protection s'accompagne d'une réduction de l'entartrage, le chemisage ciment protège l'acier carbone par passivation à haute alcalinité + séparation physique et inhibit le grossissement rugueux des dépôts ; il est économique et durable, mais résiste mal à l'érosion et à la pose à froid, d'où une association usuelle avec la stabilisation de l'eau et des reprises ponctuelles époxy, avec un chemisage interne époxy sans solvant pour les tronçons critiques.
Last updated: 2026-09-22
Références : GB/T 50050-2017 « Code de conception pour le traitement de l'eau de refroidissement industrielle en boucle fermée » (vitesses de corrosion, limites de qualité d'eau et microbiennes, résistance thermique des dépôts) ; GB 50049-2011 « Code de conception des petites centrales thermiques » 13.12 condenseurs et auxiliaires ; Microbially Influenced Corrosion of Steel in Marine Environments: A Review (PMC10535020, 2023, mécanismes SRB et MIC) ; SSPC PA 2 (mesure magnétique de l'épaisseur du film sec).
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.