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01 STRAY CURRENT CONTROL IN DC MASS TRANSIT SYSTEMS WITH CATHODIC PROTECTION

Shayan MEDHAT BOJNURDa, Akbar HONARMANDb, Yazdan ESMAEIMIc, Mohamad KEBRIAEId Science & Research Campus of Tehran, [email protected] b Science & Research Campus of Tehran, [email protected] c Science & Research Campus of Tehran, [email protected] d Science & Industry University of Iran, [email protected] ABSTRACT Stray current control is essential in direct current (DC) mass transit systems where the rail insulation is not of sufficient quality to prevent a corrosion risk to the rails supporting and third-party infrastructure. Alternative current (AC) proved to be much less dangerous than DC. Stray current, arising for instance from railways, cathodic protection systems, may find a low resistance path by flowing through metallic structures buried in the soil (pipelines, tanks, industrial and marine structures). For instance, underground pipelines can pick up current strayed from a railways system at some point remote from the traction power substation and discharge the current to the soil and then back to rail near to the substation. Metal loss results at the anodic points, where the current leaves the structure. Usually, the attack is extremely localized and can have dramatic consequences, especially on pipelines. Among various mitigation methods, the drainage bond method either of polarized type or of forced type was widely adopted by the pipeline engineers. This paper describes the results of a systematic field investigation of stray current associated with the subway system and drainage method in Tehran. Keywords: DC Electrified Railways, Corrosion, Stray current, Cathodic Protection.

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MAITRISE DES COURANTS VAGABONDS DES SYSTÈMES DE TRANSPORT ALIMENTÉS EN DC EN RELATION AVEC LA PROTECTION CATHODIQUE

Shayan MEDHAT BOJNURDa, Akbar HONARMANDb, Yazdan ESMAEIMIc, Mohamad KEBRIAEId Science & Research Campus of Téhéran, [email protected] b Science & Research Campus of Téhéran, [email protected] c Science & Research Campus of Téhéran, esmaeili.corr @ gmail.com d Science & Industry, University of Iran, [email protected] RÉSUMÉ La maîtrise de la circulation des courants vagabonds continus (DC) générés par les systèmes de transport en commun est primordiale lorsque la qualité de l'isolation du rail par rapport au ballast n'est pas suffisante afin d'éviter un risque de corrosion des supports de rails et des infrastructures de tiers. Les courants alternatifs (AC) se sont avérés beaucoup moins dangereux que les courants continus (DC). Les courants vagabonds continus, générés par exemple par les systèmes de chemins de fer ou les systèmes de protection cathodique, peuvent utiliser les structures métalliques enfouies dans le sol (canalisations, réservoirs, ouvrages industriels et maritimes) comme circuit électrique de faible résistance. Par exemple, des canalisations souterraines peuvent capter des courants émis par les voies de chemin de fer dans le sol loin des sous-stations alimentant en énergie de traction, courants qui peuvent ressortir dans le sol au voisinage de la sous-station. Cette sortie de courant va engendrer des pertes de métal au niveau des points anodiques ainsi créés où le courant sort de la structure. Généralement, l'attaque est très localisée et peut avoir des conséquences dramatiques en particulier sur les pipelines. Parmi les diverses méthodes d'atténuation, les ingénieurs spécialisés en pipelines ont largement utilisé la méthode de drainage des courants par liaison polarisée ou forcée. Cette présentation décrit les résultats d'une investigation systématique de terrain réalisée sur les courants vagabonds continus associés avec le système de métro et la méthode de drainage à Téhéran. Mots-clés: Chemins de fer alimentés en courant continu, Corrosion, Courant vagabond, Protection cathodique.

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50 ENTRE THEORIE ET REALITE : UNE EXPERIENCE DE CONCEPTION ITERATIVE D'UN SYSTEME DE SURVEILLANCE A DISTANCE A GRANDE ECHELLE

Nathanaël POINSELa, Antonio ORTA COSTEAb, Giorgio GIORGETTIc, Ivano MAGNIFICOd, Alessio RAGNIe, Roberto BALLERINIf

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Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) GAS NATURAL SDG S.A. (Barcelona, Espagne, [email protected]) c Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) d Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) e Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) f Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected])

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RÉSUMÉ Mesurer, mémoriser, transmettre et gérer. La surveillance d'un ensemble de postes de mesure semble une activité simple et linéaire. Mais qu'en est-il quand les postes de mesure sont quelques milliers, distribués sur plusieurs pays et continents? Que peut-on faire pour accélérer le processus d'installation, améliorer la maintenance, prévenir les possibilités d'erreur ? Ce sont les types de problèmes avec lesquels Automa a dû se confronter, en collaborant avec ses clients et ses partenaires pendant les 18 mois de test et d'installation du système de surveillance à distance du Groupe Gas Natural Fenosa en Espagne, en Italie et au Mexique. Cette présentation a pour objectif d'illustrer la méthodologie de conception itérative et partagée que nous avons employée pour adapter les spécifications techniques requises à la variété de situations rencontrées sur le terrain lors d'une installation à grande échelle, définissant un parcours rationnel de planification et de vérification des activités après-vente. Mots-clés : surveillance à distance, planification, conception itérative, workflow

50 BETWEEN THEORY AND REALITY: AN EXPERIENCE FEEDBACK OF ITERATIVE DESIGN OF REMOTE MONITORING AT A WIDE SCALE

Nathanaël POINSELa, Antonio ORTA COSTEAb, Giorgio GIORGETTIc, Ivano MAGNIFICOd, Alessio RAGNIe, Roberto BALLERINIf

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Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) GAS NATURAL SDG S.A. (Barcelona, Espagne, [email protected]) c Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) d Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) e Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected]) f Automa Srl (Monsano(AN), Italie, [email protected])

ABSTRACT

Measure, store, transmit and manage. Monitoring a set of measuring stations seem a simple and linear activity. But what about when the measuring stations are a few thousands, distributed over several countries and continents? What can we do to speed the installation process, improve maintenance, and prevent the possibility of errors? These are the types of problems that had to confront Automa, collaborating with its customers and partners during the 18 months of testing and installation of the remote monitoring system of Fenosa Gas Natural Group in Spain, Italy and Mexico. This presentation aims to illustrate the iterative and shared design methodology that we used to adapt the technical specifications required for the variety of situations encountered in the field during a large-scale installation, defining a rational course of planning and verification of post-sales activities. Keywords: remote monitoring, planning, iterative design, workflow

49 PROTECTION ASSOCIÉE D'UN REVÊTEMENT PEINTURE ET D'UNE PROTECTION CATHODIQUE APPLIQUÉE SUR UN OUVRAGE MARITIME DEPUIS 1999

Didier JACQUEMIN Conseil Régional Nord Pas de Calais, Direction des Ports, Direction Déléguée d'Exploitation du port de Boulogne-sur-Mer 96 Bd Gambetta, BP 689, 62321 Boulogne-sur-Mer, France, Tél : 03 21 33 39 00, Fax : 03 21 33 39 46, [email protected] RESUME

Le port de Boulogne-sur-Mer gère un quai de commerce appelé quai de l'Europe construit entre les années 1968 et 1972 qui est un ouvrage de type appontement en béton armé fondé sur deux files de piles colonnes sur la partie avant et une gabionnade sur la partie arrière. Moins de 20 ans après sa construction, les palplanches de la gabionnade présentent un nombre de perforations importantes localisées au niveau des basses eaux. Un programme d'études a défini l'origine d'une corrosion accélérée par la présence de bactéries sulfato-réductrices. Un programme de requalification est alors engagé et comporte 4 phases qui sont : - La réalisation de mesures d'épaisseur résiduelle des palplanches permettant de connaître les zones faibles et ainsi programmer leur renforcement. - Le renforcement localisé des palplanches faibles par soudure réalisées en partie en mode hyperbare de tôles de doublage. - Le traitement par peinture de la zone des piles colonnes et de la gabionnade accessible à marée basse. - La mise en oeuvre d'un système de protection cathodique sur l'ensemble des parties métalliques. Dans le cadre des études de requalification, différents systèmes de peinture sont testés en association avec une protection cathodique. La période d'études terminée, les travaux de confortement sont engagés avec dans un premier temps le diagnostic et le renforcement et dans un second temps : - La mise en oeuvre du système de peinture qui se déroule en 1998 avec un polyuréthane/zinc monocomposant appliqué humide sur humide. Le chantier demande une logistique particulière du fait des accès sous l'ouvrage en fonction des mouvements de marées. - La mise en oeuvre de la protection cathodique par anodes sacrificielles se déroule après la réception de la peinture. La particularité de ces travaux concerne la validation par un progiciel du dimensionnement de la protection. Une instrumentation de surveillance est installée après travaux et permet un suivi de la protection cathodique pour trois profils répartis sur le linéaire de la gabionnade. Chaque profil comprend 3 boîtiers installés sur 3 niveaux correspondant à : - la zone protégée par le système de peinture. - la zone nue où sont installées les anodes sacrificielles. - la zone enterrée. En 2007, une inspection visuelle permet de constater que la peinture a un vieillissement correct. Par contre les anodes du secteur môle Nord Est et de la fin du quai présentent une diminution très nette de la masse d'alliage. En 2010, une nouvelle inspection confirme cette anomalie de consommation des anodes du secteur môle Nord Est et de la fin du quai. L'acier nu reste couvert du dépôt calcomagnésien. L'objectif de maintenir l'ouvrage en état d'exploitation normale pour une durée de 15 ans (début 2014) n'est pas encore atteint. Néanmoins la garantie de durabilité du revêtement peinture est à ce jour dépassée avec un comportement global très satisfaisant. Pour ce qui concerne la protection cathodique, l'efficacité est toujours présente avec aucune résurgence de corrosion. Il reste à analyser le problème localisé de la surconsommation dans le secteur du môle Nord Est.

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49 PROTECTION SYSTEM COMBINING OF A PAINT COATING AND CATHODIC PROTECTION APPLIED ON A MARINE STRUCTURE SINCE 1999

Didier JACQUEMIN Conseil Régional Nord Pas de Calais, Direction des Ports, Direction Déléguée d'Exploitation du port de Boulogne-sur-Mer 96 Bd Gambetta, BP 689, 62321 Boulogne-sur-Mer, France, Tél : 03 21 33 39 00, Fax : 03 21 33 39 46, [email protected] ABSTRACT

The port of Boulogne-sur-Mer runs a business dock called dock of Europe built between the years 1968 and 1972. This is a pier-type structure of reinforced concrete based on two rows of batteries on the front columns and cellular structures on the back. Less than 20 years after its construction, the piles of cellular structures have a large number of perforations located at low water. A program of study has concluded that the cause of accelerated corrosion is the presence of sulfate-reducing bacteria. A requalification program was launched withs 4 phases that are: - The implementation of measurements of residual thickness of the sheet piles to find weak areas and thereby program their strengthening. - Strengthening of localized small piles by welding of sheet linings carried out partly in hyperbaric mode. - A paint application on areas of cell columns and cellular structures accessible at low tide. - The implementation of a cathodic protection system on all metallic parts. In the studies for re-qualification, different paint systems were tested in combination with cathodic protection. After the study, remedial works are engaged with, first, the diagnosis and strengthening and second: - The implementation of the paint system takes place in 1998 with a polyurethane / zinc-component applied wet on wet. The site requires specific logistics because of access under the structure according to the movements of tides. - The implementation of cathodic protection with sacrificial anodes after reception of paint. A specificity of these works is the validation using modeling software. A monitoring instrumentation is installed after the works and allows monitoring of cathodic protection for three profiles located on the linear cellular structures. Each profile includes 3 boxes installed on 3 levels corresponding to: - The area protected by the paint system. - The bare area where the sacrificial anodes are installed. - The buried area. In 2007, a visual inspection reveals that the painting has a proper aging. However anodes of sector pier North East and the end of the dock have a clear diminution of the mass of alloy.In 2010, another inspection confirms this anomalic anode consumption on sector Pier North East and the end of the dock. The bare steel is covered with the calcareous deposits. The objective of keeping the structure in a state of normal operation for a period of 15 years (early 2014) is not reached. Nevertheless, the guarantee of durability of the coating paint is so far exceeded with a very satisfactory global behavior. With regard to cathodic protection, efficiency is always present with no recurrence of corrosion. It remains to analyze the local problem of overconsumption in the North East of the pier.

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48 A NEW APPLICATION PROCESS THAT ASSURES GOOD ADHESION OF FUSION BONDED EPOXY COATINGS EXPOSED TO VERY SEVERE CONDITIONS

Jean Luc BOULIEZa, Gérard GAILLARDb

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BS Coatings, France, [email protected] BS Coatings, France, [email protected] ABSTRACT

The long term anticorrosion protection of buried pipelines is linked to the ability of coating materials to ensure a barrier effect against corrosive components such as water and salts. On the other hand, in order to withstand in-service stresses, the coating also needs to have good adhesion on the steel substrate, even under drastic conditions that combine high temperature and humidity. As regards FBE (fusion bonded epoxy) coatings, it has already been demonstrated that barrier performance is due to the hydrophobic nature of the coating and consequently its ability to maintain a high glass transition temperature, despite humid and hot surroundings. In order to maintain adhesion under such conditions, good substrate preparation is the key to success. Indeed, the usual recommendations are based on chemical pretreatments of steel, through the application of chromate or phosphate based products. A new application process (SILPIPE patent pending) for FBEs, used either as monolayer coatings or as primers in multilayer systems, is proposed. This process includes a no-rinse chemical treatment with a solvent free and non-toxic product: SILPIPE SCT. This paper demonstrates the interest of this process through the adhesion performance of FBE coatings immersed in hot water. Keywords: FBE adhesion, wet adhesion, non-toxic chemical treatment of steel pipe.

48 UN NOUVEAU PROCEDE D'APPLICATION ASSURANT UNE BONNE ADHÉRENCE DES REVÊTEMENTS EPOXY POUDRE EXPOSES A DE TRÈS SÉVÈRES CONDITIONS

Jean Luc BOULIEZa, Gérard GAILLARDb

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BS Coatings, France, [email protected] BS Coatings, France, [email protected] RÉSUMÉ

La protection à long terme contre la corrosion des canalisations enterrées est liée à la capacité des matériaux de revêtement à assurer un effet de barrière contre les composants corrosifs comme l'eau et les sels. D'autre part, afin de résister aux contraintes en service, le revêtement doit également avoir une bonne adhérence sur le substrat en acier, même dans des conditions drastiques qui combinent haute température et d'humidité. En ce qui concerne les revêtements FBE (époxy poudre appliqué par fusion), il a déjà été démontré que la performance de la barrière est due à la nature hydrophobe du revêtement et par conséquent à la capacité à maintenir une température de transition vitreuse élevée, malgré un environnement humide et chaud. Afin de maintenir l'adhérence dans de telles conditions, la préparation du substrat est la clé du succès. Ainsi, les recommandations habituelles sont basées sur des prétraitements chimiques de l'acier, par l'application de produits à base chromate ou de phosphate. Un nouveau procédé d'application (SILPIPE , brevet en instance) est proposé pour les revêtements FBE, utilisés soit en tant que revêtements monocouches ou comme primaires dans les systèmes multicouches. Ce procédé comprend un traitement chimique sans rinçage avec un produit sans solvant et non toxique : SILPIPE SCT. Cet article démontre l'intérêt de ce processus par les performances d'adhérence des revêtements FBE immergés dans l'eau chaude. Mots-clefs : FBE adhérence, adhésion humide, traitement chimique de surface de tubes d'acier non toxique

47 TEST FOR DESIGNING CATHODIC PROTECTION OF REINFORCED CONCRETE BY HYBRID GALVANIC ANODES USING WEB 3D SOFTWARE AND ASSESSMENT OF DURABILITY

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Richard GUÉRIN, bFranck MENCI

R G Développement, Oullins, France, [email protected] b Arte Scriba, Taluyers, France, [email protected] ABSTRACT

The present document describes an innovative software tool for dimensioning galvanic sacrificial zinc anodes used to prevent concrete steel reinforcement structure from corrosion. Measurements and empirical research on simple model elements such as walls, slabs, pillars or beams, that constitute the vast majority of construction work, establish statistics and behavior of electrolytic phenomena which causes steel corrosion within a concrete structure. Diverse fixed parameters configurations experiments such as positioning, mass and induced current versus time determine statistics about how sacrificial anode influences corrosion prevention. Holistic results thus gathered, indentify mathematical modeling which rules the algorithm to implement within the tridimensional object oriented programming. The computed result can therefore help the user, from a simple model element, set criteria for induced current and concrete structure definition, and visualize the result in a close match to reality. He can know how many sacrificial anodes are required to prevent steel corrosion and where they would be best positioned.

47 ESSAI DE DIMENSIONNEMENT DE LA PROTECTION CATHODIQUE DU BÉTON ARMÉ PAR ANODES GALVANIQUES HYBRIDES SUR LOGICIEL WEB 3D ET APPRÉCIATION DE LA DURABILITÉ

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Richard GUÉRIN, bFranck MENCI

R G Développement, Oullins, France, [email protected] b Arte Scriba,Taluyers, France, [email protected]

RÉSUMÉ Ce document décrit un outil informatique de dimensionnement des anodes galvaniques (sacrificielles) utilisées pour protéger de la corrosion, les structures en acier du béton armé. Des mesures et des recherches empiriques sur des éléments simples, tels un voile, une dalle, un pilier ou une poutre, qui peuvent constituer la grande majorité des ouvrages de construction ont permis d'établir les statistiques et le comportement des phénomènes électrolytiques causant la corrosion de l'acier dans du béton. La configuration de divers paramètres, tels le positionnement, la masse et le courant en fonction du temps permettent d'identifier comment l'anode sacrificielle influence la prévention de la corrosion. Les résultats holistiques ainsi acquis déterminent quelle modélisation mathématique est la plus appropriée pour définir un algorithme afin d'implanter les anodes étudiées dans un programme orienté objet en trois dimensions. A partir d'un élément de modèle simple, suivant les critères de courant induit et de dimensionnement de la structure en béton, l'utilisateur peut ainsi visualiser le résultat dans une représentation proche de la réalité. Il peut dès lors savoir combien d'anodes sacrificielles seront requises pour protéger la structure de renforcement en acier de la corrosion dans son ouvrage, et aussi envisager quelle serait leur meilleurs disposition dans l'espace.

46 LES MESURES DE PROTECTION CATHODIQUE AVEC LE MINILOG2, UN NOUVEAU DISPOSITIF POUR DATALOGGING, COMMUTATION GPS ET SURVEYS DE PIPE LINE

Thorsten WEILEKES WEILEKES Elektronik GmbH, Gelsenkirchen, Allemagne, [email protected]

RESUME Avant l'apparition du dispositif de mesure universelle MiniLog2, les techniciens en protection cathodique avaient toujours besoin de plusieurs appareils pour l'accomplissement des différents types de mesures. Le MiniLog2 en interrupteur cyclique En préparation de base aux mesures de protection cathodique, il faut installer un commutateur au redresseur pour assurer la commutation ON/OFF de tous les redresseurs en mode synchronisé. Le nouveau MiniLog2 est capable de passer 15 ampères avec son relais mécanique interne (18 ampères un relais électronique externe, en option) et jusqu'à 100 ampères avec un relais externe esclave. De nombreux cycles de commutation couramment utilisés sont prédéfinis, mais l'utilisateur peut également configurer manuellement son propre cycle de commutation par seuils de 100ms. En connectant l'antenne GPS, il est assuré que le MiniLog2 reste synchronisé dans un créneau de 10 ms. Sans aucune resynchronisation externe, le quartz utilisé spécialement régulé en température garantit une précision de moins de +/-50ms par jour. Lorsque le MiniLog2 est installé dans des endroits ne disposant pas d'alimentation, la batterie interne lithium-ion rechargeable permet de maintenir la commutation permanente pendant 30 jours. La charge peut être réalisée par connecteur USB sur secteur, fourni, ou par adaptateur USB allume-cigare 12V, fourni. Le MiniLog2 utilisé en multimètre / enregistreur de données Chaque technicien en protection cathodique a besoin de faire des mesures de potentiel DC ou AC et des lectures en microvolts. Cela exige un multimètre hautement sophistiqué ayant une grande précision, des filtres passe-bas internes et un boîtier robuste pour une utilisation de tous les jours. De plus, des mesures spéciales peuvent exiger des enregistreurs de données opérés par batterie pour des durées se chiffrant en heures ou semaines, avec des taux d'échantillonnage allant jusqu'à 1 kHz. Le nouveau MiniLog2 combine toutes ces exigences dans un petit boîtier imperméable à l'eau. Deux canaux, chacun d'entre eux capable de mesurer simultanément DC et AC, avec une résolution du microvolt pour les mesures DC, peuvent remplacer les appareils multimètres supplémentaires qui étaient nécessaires avant le nouveau MiniLog2. En outre, tous les 4 canaux (2 x DC, 2 x AC) peuvent être connectés simultanément avec des taux d'échantillonnage de 1 kHz à 1 minute. La mémoire interne permet de stocker plus de 1 million de valeurs sans perte de données même lorsque la batterie est vide. En plus de cela, on peut connecter l'antenne GPS pour la synchronisation lorsqu'on utilise plus d'un MiniLog2 en parallèle. Les données enregistrées peuvent être évaluées avec le logiciel WinLog 2.0, ou tout simplement importées avec Excel. Au cours de l'enregistrement des données, le MiniLog2 est capable de faire simultanément la commutation on/off, évitant au technicien d'installer un commutateur supplémentaire. Le MiniLog2 pour les surveys de pipe Avec son boîtier petit et étanche (IP68), le MiniLog2 avec ses 4 canaux d'entrée (2x DC, 2 x AC) est adapté pour faire des surveys de pipe, mesurant automatiquement et simultanément les potentiels on/off et les gradients on/off. Une simple pression sur une touche du clavier enregistre les mesures. Pour des surveys encore plus rapides, le mode DCVG permet l'enregistrement numérique de la différence de potentiel on/off en combinaison avec un affichage graphique analogique à barres pour la détection facile des défauts en observant la tendance des valeurs mesurées. Si l'antenne GPS est connectée, les coordonnées GPS sont enregistrées avec chaque mesure. Les données enregistrées peuvent être évaluées avec le logiciel IntMess 3.0, ou peuvent être simplement importées avec Excel.

46 CATHODIC PROTECTION MEASUREMENTS WITH MINILOG2, A NEW DEVICE FOR DATALOGGING, GPS SWITCHING AND PIPE SURVEY

Thorsten WEILEKES WEILEKES ELEKTRONIK GMBH, Gelsenkirchen, Germany, [email protected] ABSTRACT Before the introduction of the MiniLog2 universal measurement device, technicians working for cathodic protection measurement always needed several devices for fulfilling different kinds of measurement tasks. MiniLog2 as switcher As a basic preparation for cathodic protection measurements, one has to install a switcher at the rectifier station, assuring the on- and off-switching of all feeding rectifiers in synchronized mode. The new MiniLog2 is able to switch 15 amps with its internal mechanical relay (18 amps electronically relay as option) and up to 100 amps with an external slave relay. Many commonly used switching cycles are preset, but the user can also manually setup its own switching cycle in 100ms steps. By connecting the GPS antenna it is assured that the MiniLog2 stays synchronized within 10 ms. Without any external re-synchronization, the special temperature regulated quartz build-in assures an accuracy of less than +/-50ms per day. When MiniLog2 is installed in places without mains, the internal chargeable lithium ion battery allows 30 days of continuously switching. Charging can be done by the included USB mains connector or the included 12V USB car adapter. MiniLog2 as multimeter / datalogger Each technician in the field of cathodic protection have needs of measurement tasks with DC and AC potential and microvolt readings. These demands for a highly sophisticated multimeter with high accuracy, build-in low pass filters and a robust housing for every day usage. Beside this, special measurement tasks require battery operated data logging from hours to even weeks duration with sampling rates up to 1 kHz. The new MiniLog2 combines both requirements in a small but waterproof housing. Two channels, each of them capable of measuring DC and AC simultaneously and the microvolt resolution for DC measurement serve as the replacement for extra multimeters devices needed before the time MiniLog2 was present. In addition, all 4 channels (2 x DC, 2 x AC) can be logged simultaneously with sampling rates from 1 kHz up to 1 minute. The internal memory allows more than 1 million values to sample without losing any data even when the battery is empty. On top of that, one can connect the GPS antenna for synchronization when using more than one MiniLog2 for parallel mode data logging. The logged data can be evaluated with the software WinLog 2.0, or can be simply imported with Excel. During the data logging, the MiniLog2 is able to switch simultaneously, giving the technician the opportunity to measure and switch without the need of installing an additional switcher. MiniLog2 for pipe survey With its small and waterproof (IP68) housing, the MiniLog2 and its 4 channel inputs (2x DC, 2 x AC) is suited for doing pipe surveys, automatically and simultaneously measuring the on-/off-potential and the on/off-gradient. A simple push of a keyboard button stores the measurements. For even faster surveys, the DCVG mode allows the digital reading of the on/off potential difference in combination with analogue bar graph readout for easy finding defects just by watching the tendency of the measured values. If the GPS antenna is connected, the GPS coordinates are stored for each measurement. The logged data can be evaluated with the software IntMess 3.0, or can be simply imported with Excel.

45 ÉVOLUTION DU SYSTÈME CCOL DE TÉLÉSURVEILLANCE PAR INTERNET DES INSTALLATIONS DE PROTECTION CATHODIQUE : NOUVEAUX DÉVELOPPEMENTS DES MATÉRIELS

Clara CALVI TECNOSYSTEM, Italie, [email protected] RÉSUMÉ La télésurveillance est une technique qui évolue au même rythme que les développements constants des technologies. Après 10 années de travaux en recherche et développement et de réalisations dans le domaine appliqué à la télésurveillance des systèmes de protection cathodique, TECNOSYSTEM a acquis un savoir-faire connu et reconnu et bénéficie des retours d'expérience provenant de ses clients qui sont aussi ses partenaires. C'est ainsi que TECNOSYSTEM a pu développer une nouvelle plateforme internet avancée qui facilite une gestion innovante et intuitive des mesures de protection cathodique. Les évolutions successives des connaissances et du savoir faire permettent aujourd'hui de présenter des matériels nouveaux répondant totalement aux besoins exprimés dans la norme de référence européenne et dans les différentes règlementations ou recommandations nationales. C'est ainsi que sont fabriqués actuellement de façon industrielle des appareils permettant d'effectuer et de transmettre une synthèse quotidienne des mesures de courant et de potentiel DC en mode ON et OFF, ainsi que des mesures de l'influence des courants alternatifs. Des enregistrements de mesures peuvent être aussi effectués. Tous les appareils fonctionnent avec une couverture GSM s'étendant à tous les pays. Le présent exposé présente ces appareils de dernière génération en s'appuyant sur les aspects métrologiques, les garanties accordées et sur les différents systèmes de protection : Confidentialité des données, protection contre la foudre .....

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EVOLUTION OF CCOL REMOTE MONITORING SYSTEM BY INTERNET OF CATHODIC PROTECTION FACILITIES: NEW DEVELOPMENTS OF EQUIPMENT

Clara CALVI TECNOSYSTEM, Italy, [email protected]

ABSTRACT Remote monitoring is a technique which develops with the same rate as constant developments in technology. After 10 years of work in research and development and achievements in applied remote monitoring of cathodic protection systems, TECNOSYSTEM has now a well-known and acknowledged expertise and benefits from the feedback expressed by its customers who are also partners. Thus, TECNOSYSTEM has been developing a new Internet platform that leads to advanced innovative and intuitive management of cathodic protection measurements. Successive developments of knowledge and expertise can now submit completely new equipment that meet the needs expressed in the European standard in force and in national guidelines or regulations. Thus are currently industrially manufactured devices that are able to carry out and transmit a daily report of measurements of current, ON and OFF DC potentials, and alternating current influences. Recordings of measurements can be also carried out. All TECNOSYSTEM devices work with GSM coverage extending to all countries. This paper presents the latest generation of devices based on metrological aspects, given guarantees and on the various systems of protection: confidentiality of data, protection against lightning,....

44 FIABILISATION DES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES DES SITES SOUS PROTECTION CATHODIQUE

1Daniel SOLEIL, 2Eric DIJOUX 1Bureau d'Etudes CEMS, 13560 Senas, France, [email protected] 2DEHN France, 67550 Vendenheim, France, [email protected] Abstract

Les techniques mises en oeuvre pour réaliser un système de protection cathodique sont de fait en relation avec de nombreux sous-ensembles nécessairement isolés entre eux sous peine d'affaiblir voire annuler la polarisation cathodique réalisant la protection contre la corrosion. Ces sous-ensembles sont par exemple le poste de fourniture d'énergie, la salle de contrôle, les abris d'instrumentation, les postes de soutirage de courants de protection ou de drainage des courants vagabonds, les conduites enterrées etc. Dans le cadre d'un risque de surtension électrique accidentelle, ces différents dispositifs sont en général très éloignés les uns des autres et produisent des boucles naturelles pour les câblages des courants forts et des courants faibles de grandes surfaces. Il est notoire que les instrumentations et automatismes modernes sont sensibles à la qualité de leur environnement électromagnétique. Par conduction et par rayonnement, les effets de l'environnement (comme la foudre) peuvent produire des tensions et des courants réputés parasites qui perturbent les circuits de mesures, de transmissions de données et leur traitement, jusqu'à créer des désordres d'exploitation ou des pannes et développer des risques électriques pour les personnes, les biens et l'environnement. La communication portera sur les techniques de protection contre les surtensions accidentelles des appareillages sensibles dans des sites sous protection cathodique en milieu fortement perturbés par la foudre et les courants industriels selon des expériences prestigieuses. Elle décrira les modalités de la protection réglementaire qui se comportent comme des barrières ultimes de protection, un rempart si l'on peut dire, ainsi que sur le durcissement en Compatibilité Electromagnétique des Systèmes dont le rôle est de durcir les circuits à protéger pour les rendre insensibles au milieu et non véhiculeurs des perturbations de tous ordres créées par l'environnement.

44 ENSURING RELIABILITY OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT IN THE FACILITIES USING CATHODIC PROTECTION

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Daniel SOLEIL, 2Eric DIJOUX

Executive CEMS Studies, 13560 Senas, France, [email protected] 2 DEHN France, 67550 Vendenheim, France, [email protected] ABSTRACT

The techniques used to install a cathodic protection system are in connection with many subsets necessarily isolated from each other otherwise they may weaken or even eliminate the cathodic polarization which provides protection against corrosion. These subsets are, for example the energy supply system, the control room, instrumentation shelters, cathodic protection stations or stray current drainage stations, buried pipelines and so on. To prevent hazards of accidental electrical overvoltage, these various devices are generally very distant from each other and produce natural curls for cabling low and high currents of large area systems. It is well known that modern instrumentation and control systems are sensitive to the quality of their electromagnetic environment. By conduction and radiation, the effects of the environment (e.g. lightening) may produce parasite voltages and currents that disrupt measurement, data transmission and processing circuits, hat create operating disturbances or failures and develop electrical safety risks for people, property and environment. The paper will focus on techniques used to protect sensitive equipment on structures under cathodic protection in areas highly disturbed by lightning and industrial currents according to prestigious experiences. It will describe the protection rules according to regulations that are the ultimate protection barrier, as would be a rampart, as well as the hardening in Electromagnetic Compatibility of Systems the function of which being to reinforce circuits to be protected in order to make them insensitive to environment and not carriers of all kinds of disturbances created by the environment.

43 PROTECTION ÉLECTROCHIMIQUE APPLIQUÉE EN PRÉSENCE D'ARMATURES DE PRÉCONTRAINTE

Florian AUDER1, Thierry CHAUSSADENT2, Laurent GAILLET3, Véronique BOUTEILLER4, Jean Paul BALAYSSAC5 IFSTTAR, route de Bouaye 44341 Bouguenais, [email protected] IFSTTAR, 58 bd Lefebvre 75732 Paris, [email protected] 3 IFSTTAR, route de Bouaye 44341 Bouguenais, [email protected] 4 IFSTTAR, 58 bd Lefebvre 75732 Paris, [email protected] 5 LMDC Toulouse, 135, av de Rangueil 31077 Toulouse, [email protected]

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RÉSUMÉ L'application de méthodes électrochimiques de protection contre la corrosion (protection cathodique et déchloruration) en présence d'armatures de précontrainte est susceptible de provoquer une production d'hydrogène et par conséquent un possible phénomène de fragilisation par hydrogène de l'acier. Des essais permettant de déterminer l'influence d'une surprotection électrochimique sur des câbles de précontraintes dans des solutions corrosives simulant le milieu cimentaire environnant ont été réalisés. Les paramètres étudiés au cours de ces essais sont la densité de courant cathodique imposé, la composition et la concentration de la solution corrosive, la charge appliquée ainsi que l'état de surface de l'armature. L'analyse et l'appréciation de la dégradation des armatures et notamment du phénomène de fragilisation par hydrogène sont ensuite réalisées au moyen d'essais de type mécanique, métallurgique et électrochimique. Le poster présentera les premiers résultats obtenus et les premières conclusions mettant en avant la fragilisation par hydrogène dans l'acier. Mots clés : précontrainte, fragilisation par hydrogène, protection cathodique, déchloruration

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ELECTROCHEMICAL PROTECTION APPLIED IN THE PRESENCE OF PRESTRESSING Florian AUDER1, Thierry CHAUSSADENT2 Laurent GAILLET3, Veronique BOUTEILLER4 Jean Paul BALAYSSAC5 1IFSTTAR Road Bouaye 44341 Bouguenais florian.auder @ ifsttar.fr 2IFSTTAR, 58 bd Lefebvre 75732 Paris thierry.chaussadent @ ifsttar.fr 3IFSTTAR Road Bouaye 44341 Bouguenais laurent.gaillet @ ifsttar.fr 4 IFSTTAR, 58 bd Lefebvre 75732 Paris veronique.bouteiller @ ifsttar.fr 5LMDC Toulouse, 135 av de Rangueil 31077 Toulouse, jean-paul.balayssac @ insa-toulouse.fr ABSTRACT The application of electrochemical methods for protection against corrosion (cathodic protection and chloride-extraction) in the presence of the pre-stressing armours can cause the production of hydrogen and therefore a possible phenomenon of hydrogen embrittlement of steel. Tests to determine the influence of electrochemical overprotection on pre-stressing cables in corrosive solutions simulating the surrounding cement has been made. The parameters studied in these trials are impressed cathodic current density, composition and concentration of the corrosive solution, the applied load and the surface condition of the armour. The analysis and assessment of degradation of armours including the phenomenon of hydrogen embrittlement are then made by mechanical, metallurgical and electrochemical tests. The poster will present preliminary findings and preliminary conclusions highlighting the hydrogen embrittlement in steel. Keywords: prestressing, hydrogen embrittlement, cathodic protection, chlorideextraction

42 ANALYSE DES CAUSES D'UNE CORROSION AYANT MENÉ À UNE PERTE DE CONFINEMENT SUR UNE CANALISATION IMMERGÉE PAR COUPLAGE CUIVRE/ACIER

Stéphane GASTAUD CJP Expertise, 53 rue de la marche des Milles, 13330 Pélissanne, France Tél. 09 77 86 27 52, [email protected] RÉSUMÉ La présentation reprend le déroulement et les conclusions d'une expertise réalisée suite à la découverte d'une corrosion extrêmement rapide ayant conduit à une perte de confinement sur une conduite immergée de 6,3 mm d'épaisseur en un peu plus de 3 mois. Mot clés : corrosion, couplage cuivre-acier, pipeline.

____________________________________________________________ 42 ANALYSIS OF THE CAUSES OF CORROSION WHICH LED TO A LOSS OF CONTAINMENT ON A SUBMERGED PIPELINE DUE TO COUPLING BETWEEN COPPER AND STEEL

Stéphane GASTAUD CJP Expertise, 53 rue de la marche des Milles, 13330 Pélissanne, France Tél. 09 77 86 27 52, [email protected] ABSTRACT The presentation describes the development and conclusions of an expertise carried out following the finding of an extremely fast corrosion having led to a loss of confinement on a 6.3 mm thick sealine in just over 3 months. Keywords: corrosion, copper- steel coupling, pipeline.

41 LES CONDUITES DANS LES GAINES SONT-ELLES EN DANGER ?

Philippe LE HÔ CCTA, 3 rue de l'Adour, 31500 TOULOUSE,France, [email protected] RÉSUMÉ Les conduites de transport (gaz, eau, pétrole,...) en acier sont protégées contre la corrosion par une protection passive (revêtement brai, PE, PP,...). Les éventuelles imperfections du revêtement mettent en contact le métal avec le sol. La protection cathodique limite efficacement la dégradation du métal dans le sol. Pour les tronçons particuliers comme les traversées de routes, les voies ferrées,...la conduite de transport est installée dans une gaine (acier, béton, PVC,...) sans contact direct avec le sol (électrolyte). Les gaines sont parfois obturées mais peuvent laisser pénétrer la nappe phréatique, la boue,... L'efficacité de la protection cathodique n'est pas avérée, ce qui peut présenter un danger. Ces tronçons représentent environ 1 % des canalisations (10 mètres pour un kilomètre de conduite en moyenne). En première estimation, dans le domaine du transport en France, la gestion de l'anticorrosion n'est pas certaine pour environ 500 km de canalisations. L'exposé reprend les dispositions constructives avec des exemples. Les solutions possibles sont le remplissage (inerbent, béton, cire, eau,...), l'instrumentation (prises de potentiel, témoins, électrodes de mesure,...), les mesures (DCVG, potentiel, débit, piston instrumenté, ondes guidées,...). Et pour finir, un appel à recourir le moins possible à l'emploi des gaines sera réalisé. Mots-clés : gaine, protection cathodique, corrosion.

41 ARE PIPELINES IN CASINGS IN DANGER? Philippe LE HÔ CCTA, 3 rue de l'Adour, 31500 Toulouse, France, [email protected] ABSTRACT The steel transport pipelines (gas, water, oil,...) are protected against corrosion by a passive protection (bituminous coating, PE, PP ,...). Any imperfections of coating lead to a contact of the metal with the soil. Cathodic protection is effective in limiting the degradation of the metal in the soil. For specific sections such as crossings of roads, railways, ... the pipeline is installed in a casing (steel, concrete, PVC ,...) without direct contact with the soil (electrolyte). The casings are sometimes plugged but can let ground water, mud, penetrating... The effectiveness of cathodic protection is then not proven safe, which can present a danger. These sections represent approximately 1% of pipelines (10 meters per kilometer of pipeline in average). As a first estimate, in the field of transport in France, management of corrosion is uncertain for about 500 km of pipelines. The presentation presents constructive designs with examples. Possible solutions are filling (inerbent, concrete, wax, water,...), instrumentation (potential test points, coupons, measurement electrodes ,...), measurements (DCVG, potential, flow, intelligent pigging, guided waves,...). And finally, a call to minimize the use of casings will be realized. Keywords: casing, cathodic protection, corrosion.

40 LE POINT SUR LA NORMALISATION EN PROTECTION CATHODIQUE Sylvain FONTAINEa

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GRTgaz, Compiègne, France, [email protected] RÉSUMÉ

La normalisation, complétée par la certification du personnel, est essentielle pour garantir la qualité de l'activité protection cathodique. En France, elle est gérée par la Commission A05L de l'AFNOR, mais les travaux d'écriture des nouvelles normes ou de révision des normes existantes se font dans le cadre du Comité Européen de Normalisation (CEN) et de l'ISO. Un point complet de l'état des normes publiées ou en cours de préparation est réalisé. Le rôle, parfois complexe, des différents comités techniques du CEN et de l'ISO agissant dans ce domaine est schématisé. La normalisation en protection cathodique est gérée en Europe par le comité technique CEN TC 219. Quatre groupes de travail préparent les normes pour ce comité. Le WG1 s'occupe des ouvrages à terre, le WG2 des ouvrages en béton armé, le WG3 des ouvrages en mer et le WG4 de l'intérieur des équipements. Certaines normes rédigées par les comités techniques du CENELEC dans le domaine électrique interfèrent avec les préoccupations du CEN TC219. A l'international l'ISO TC156, chargé de la corrosion, s'occupe de la protection cathodique par son WG10. Celui-ci n'est pas moteur dans l'écriture de projets de normes mais organise des votes parallèles en application des « Accords de Vienne » avec le CEN TC219 (leader) pour certains projets (béton armé, principes généraux de la protection cathodique en mer, protection cathodique des installations portuaires). Par ailleurs, le comité technique ISO TC67 SC2, dédié aux pipelines des industries pétrolières, pétrochimiques et gazières, rédige des normes de protection cathodique par son WG11. Le CEN TC12, pendant de l'ISO TC67 en Europe, organise généralement les votes parallèles en application des « Accords de Vienne » (ISO leader), sauf pour la protection cathodique, déléguée au CEN TC219 le cas échéant. Parmi les travaux en cours, la révision de la norme ISO 15589-1 sur les pipelines à terre est particulièrement commentée, le but étant d'éditer une norme unique EN ISO qui pourrait aussi remplacer la norme européenne EN 12954 en cours de révision également. De même, la norme ISO 15589-2 sur les pipelines offshore est aujourd'hui en révision et là encore devrait devenir une norme EN ISO remplaçant la norme EN 12495. La procédure « UAP » devrait être utilisée pour adoption de ces nouvelles normes ISO après leur parution. La recommandation technique TS 15280 régissant le domaine de la corrosion des conduites métalliques soumises à une tension électrique alternative. est en chantier pour transformation en norme EN, avec la participation d'experts issus d'opérateurs de voies ferrées électrifiées et de transport d'énergie électrique. En parallèle, un projet de norme (prEN 50443) est en préparation depuis de très nombreuses années au sein du CENELEC avec la participation d'opérateurs de conduites métalliques enterrées. Un projet de norme sur la « protection cathodique des surfaces externes de la base en acier des réservoirs aériens en contact avec le sol ou des fondations » est par ailleurs en cours d'enquête CEN.

Mots-clés : protection cathodique, normalisation, AFNOR, CEN, ISO

40 UPDATE ON STANDARDISATION IN CATHODIC PROTECTION Sylvain FONTAINEa

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GRTgaz, Compiègne, France, [email protected] ABSTRACT

Standardization, certification completed by staff, is essential to ensure the quality of the activity cathodic protection. In France, it is managed by the Commission of A05L AFNOR, but the work of writing the new standards or revise existing standards are within the European Committee for Standardization (CEN) and ISO. A comprehensive account of the statement of standards published or in preparation is done. The role, sometimes complex, various technical committees of CEN and ISO working in this field is shown schematically. Standardization in cathodic protection in Europe is managed by Technical Committee CEN TC 219. Four working groups are preparing standards for this committee. WG1 deals with works on land, WG2 with reinforced concrete structures, WG3 with marine structures and WG4 with internal surfaces. Some standards developed by the Technical Committees of CENELEC in the electrical field are interfering with the concerns of CEN TC219. At the international level, ISO TC156, responsible for corrosion, deals with cathodic protection with its WG10. This group is not active in the writing of draft standards but organizes parallel votes in the framework of the "Vienna Agreement" with CEN TC219 (leader) for certain projects (concrete, general principles of cathodic protection in sea, cathodic protection of port facilities). Furthermore, the technical committee ISO TC67 SC2, dedicated to pipelines in oil, petrochemistry and gas, is writing standards for cathodic protection through the WG11. CEN TC12, ISO TC67 for Europe, usually holds the parallel votes in accordance with the "Vienna Agreement (ISO leader), except for cathodic protection, delegated to CEN TC219 when appropriate. Among the current work, the revision of ISO 15589-1 on onshore pipelines is particularly commented, the aim being to edit a single standard EN ISO which could also replace the European standard EN 12954 also being revised. Similarly, ISO 15589-2 on offshore pipelines, currently under reviewing should become a substitute for EN ISO 12495. The procedure "PSU" should be used for adoption of these new ISO after publication. The technical recommendation TS 15280 governing the field of corrosion of metal pipes subjected to ac voltage is in the works for EN transformation, with the participation of experts such as operators of electrified railways and power transmission. In parallel, a draft standard (prEN 50443) is in preparation for very many years in the CENELEC with the participation of operators of buried metallic pipes. A draft standard on "cathodic protection of external surfaces of the bottom part of steel tanks in contact with the ground or foundations is also under CEN enquiry.

39 VERS UNE MODÉLISATION DES VARIATIONS DE LA RÉSISTIVITÉ APPARENTE DE SUBSURFACE DU MILIEU NATUREL : MÉTHODES ET PERSPECTIVES POUR DES APPLICATIONS EN PROTECTION CATHODIQUE

Louis MOUILLACa, François CASTILLONb, Christophe BARTHEc, Gilles AMOUROUXa

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Topo d'Oc, Gimont, France, [email protected], [email protected] b TIGF, Pau, France, [email protected] c INGECA, Tarbes, France, [email protected] RÉSUMÉ

La résistivité apparente est une grandeur physique qui résulte de la capacité d'une matière hétérogène à laisser passer un courant électrique. Dans le cas des sols, cette grandeur dépend principalement des paramètres de granulométrie, teneur en eau et minéralisation. En fonction de ces paramètres, un échantillon de sol présentera des valeurs parfois très différentes. On présente donc les gammes de valeurs représentatives des différents types de sols communément rencontrés en environnement de canalisation terrestre. Si la reconnaissance de la résistivité apparente d'un sol est nécessaire à la conception de dispositifs de protection cathodiques performants, les usages actuels ne tiennent pas compte des variations possibles de la résistivité apparente en fonction des cycles climatiques et des facteurs environnementaux extérieurs (modification des paramètres des liquides interstitiels par des pollutions, variation de salinité...). Sur des zones hétérogènes ou complexes, les variations de la résistivité apparente, lorsqu'elles ne sont pas reconnues et anticipées, induisent des problèmes sur les paramétrages initialement prévus de la protection cathodique, tant au niveau des sources de courant, mais également sur la surveillance des potentiels. En fonction des outils géophysiques et de laboratoire, on dispose de nombreux moyens pour mesurer la résistivité apparente d'un volume de sol. Ces outils ont des usages différents en fonction des résultats attendus. Un bref comparatif des méthodes et des instruments permet d'établir les limites du matériel existant, sur le terrain comme au laboratoire. En fonction des résultats attendus et de la complexité du sol, il est parfois utile de combiner plusieurs méthodes. Le travail interdisciplinaire entre spécialistes de la protection cathodique et géophysiciens nous permet de proposer une méthodologie performante, adaptée à la plupart des configurations de sites à protéger. Sur des zones de grande complexité, nous développons maintenant de nouvelles méthodes de monitoring couplant des mesures continues de potentiel et de résistivité apparente. La richesse de cette convergence ouvre des perspectives de précision et de performance tant en reconnaissance des sols qu'en optimisation de la protection cathodique. Mots-clés : Protection cathodique, résistivité apparente, monitoring,

39 TOWARDS MODELING VARIATIONS OF APPARENT RESISTIVITY OF SUBSURFACE OF NATURAL ENVIRONMENT: METHODS AND PROSPECTS FOR APPLICATIONS IN CATHODIC PROTECTION

Louis MOUILLACa François CASTILLONb Christophe Barthec, Gilles AMOUROUXa

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Topo d'Oc Gimont, France, [email protected], [email protected] b TIGF in Pau, France, [email protected] c INGECA, Tarbes, France, [email protected] ABSTRACT

The apparent resistivity is a physical quantity resulting from the ability of a heterogeneous material to pass an electrical current. In the case of soils, this magnitude depends mainly on parameters of particle size, water content and mineralization. Based on these parameters, a soil sample present values can be very different. It outlines the range of values representing different soil types commonly found in terrestrial environment pipeline. If recognition of the apparent resistivity of soil is necessary for the design of efficient cathodic protection devices, the current practice does not take into account possible variations of apparent resistivity as a function of climate cycles and external environmental factors (changes parameters of the interstitial fluid by pollution, salinity changes ...). In heterogeneous areas or complex changes in apparent resistivity, when not recognized early, induce problems with the settings initially planned cathodic protection, both in terms of current sources, but also on monitoring potentials. Based on geophysical and laboratory tools, there are many ways to measure the apparent resistivity of a volume of soil. These tools have different uses depending on the expected results. A brief comparison of methods and instruments used to establish the limits of existing equipment in the field and the laboratory. Depending on the outcomes and the complexity of the soil, it is sometimes useful to combine several methods. Interdisciplinary work between specialists in cathodic protection and geophysicists allows us to propose an efficient methodology, adapted to most configurations of sites to be protected. In areas of high complexity, we are now developing new monitoring methods combining continuous measurements of potential and apparent resistivity. The richness of this convergence opens up prospects for accuracy and performance, both in recognition of soils that the optimization of cathodic protection. Keywords: Cathodic protection, apparent resistivity, monitoring,

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LA TÉLÉMÉTRIE DES ÉQUIPEMENTS DE PROTECTION CATHODIQUE EXPÉRIENCE DE GRTGAZ C. AKNOUCHE, A. BOUSSAHOUA, S. FONTAINE GRTgaz, Groupe GDF SUEZ, Compiègne, France, [email protected]

GRTgaz a été créé en 2005 suite à la fusion entre Gaz de France et SUEZ. Cette filiale est l'ancienne direction transport de gaz de Gaz de France. Elle est animée par 27 000 employés. La protection cathodique des conduites acier enterrées est assurée par des équipes au niveau local et une expertise au niveau national. Ses opérateurs ont en charge la maintenance de l'ensemble des équipements de protection cathodique : soutirage de courant, drainage de courant, système de mise à la terre pour la protection contre la corrosion des courants alternatifs et prise de potentiel. En 2006, GRTgaz a pris la décision de télésurveiller ses équipements de protection cathodique. Ainsi, dans un premier temps, entre 2007 et 2010, après avoir sélectionné un prestataire de service en télémétrie, GRTgaz a procédé à la pose de systèmes télémétriques sur l'ensemble de ses soutirages et de drainages de courant. La norme EN 12954 définit des périodicités types pour réaliser les mesures sur le terrain pour assurer l'évaluation générale et l'évaluation complète et détaillée de la protection cathodique. Mais la norme ne donne aucune directive lorsqu'un système de télésurveillance est installé sur certains équipements de protection cathodique. GRTgaz a décliné la norme EN 12954 dans ses procédures pour les contrôles à réaliser sur site sur chaque type d'équipement de protection cathodique (en terme de type de mesure à réaliser et de fréquence de réalisation de ces mesures), qu'il soit ou non équipé de système télémétrique. GRTgaz étudie actuellement les périodicités de contrôle de fonctionnement sur site et celles d'évaluation sur site de l'efficacité d'un équipement en présence d'un système télémétrique. S'il est admis qu'un système télémétrique permet d'espacer aisément les contrôles de fonctionnement réalisés sur site par un opérateur, il est nécessaire de bien maîtriser le fonctionnement du système télémétrique pour également espacer les contrôles d'efficacité réalisés sur site sur les équipements de protection cathodique. Ainsi, si la périodicité d'une évaluation de l'efficacité est annuelle sur un équipement sans système télémétrique (tel qu'un soutirage ou un drainage de courant), elle sera tri-annuelle pour GRTgaz lorsqu'il est équipé d'un système télémétrique. De même, si elle est tri-annuelle pour un équipement tel qu'une prise de potentiel sans système télémétrique, elle sera de quatre ans, voire 5 ans pour GRTgaz avec système télémétrique, si aucune anomalie n'est constatée à la première évaluation d'efficacité. Mais cela suppose au départ que la protection cathodique de la conduite, dont les équipements de protection cathodique sont télémesurés, soit efficace et qu'il n'y ait aucun problème d'influence électrique néfaste. GRTgaz a donc choisi un système télémétrique répondant à ses exigences pour ses équipements de protection cathodique : prise de mesure chaque seconde sur deux voies d'enregistrement 24 h sur 24 (chacune prenant soit une tension, soit un courant). Le système télémétrique assure aujourd'hui le contrôle de fonctionnement et un premier niveau d'évaluation de l'efficacité des soutirages et des drainages de courant ; il assurera demain celui des systèmes de mises à la terre et après demain celui des prises de potentiel. L'installation d'un système télémétrique sur les équipements de protection cathodique est un investissement conséquent. Il est nécessaire que la société qui prend cette décision d'investissement y trouve un intérêt. Les équipements de télésurveillance posés sur les équipements de protection cathodique offrent les avantages suivants : Diminution du risque routier pour les opérateurs de protection cathodique, Accroissement du temps de travail des opérateurs de protection cathodique à des opérations de protection cathodique à plus forte valeur ajoutée telle que l'analyse, Fiabilisation du fonctionnement des équipements de protection cathodique télésurveillés, Meilleur connaissance de la vie des équipements de protection cathodique télésurveillés, Augmentation de la périodicité de contrôle sur site des équipements de protection cathodique télésurveillés, afin de réduire les coûts de maintenance de ces équipements, Meilleur maintien de l'archivage des données par l'usage exclusif de déversements informatisés et réguliers des bases de données du système télémétrique vers les bases de données dédiées au suivi de la protection cathodique du réseau de transport de gaz. 1

38 USING TELEMETRY OF CATHODIC PROTECTION EQUIPMENT: GRTGAZ EXPERIENCE C. AKNOUCHE, A. BOUSSAHOUA, S. FONTAINE GRTgaz (GDF SUEZ Group, Compiegne, France, [email protected]

ABSTRACT

GRTgaz was created in 2005 following the merger between Gaz de France and SUEZ. This subsidiary is the former gas transport Direction of Gaz de France. It is run by 27,000 employees. Cathodic protection of buried steel pipes is carried out by local teams and expertise is at national level. The operators are responsible for the maintenance of all cathodic protection equipment: impressed current stations, drainage stations, grounding systems for protection against AC corrosion and potential test points. In 2006, GRTgaz decided to use remote monitoring equipment for cathodic protection equipment. Thus, initially, between 2007 and 2010, after selecting a service provider in telemetry, GRTgaz carried out the installation of telemetry systems on all its impressed current stations and drainage stations. The standard EN 12954 defines typical measurements periodicities to carry out on site general assessment and complete and detailed assessment of cathodic protection. But the standard does not provide guidance where remote monitoring system is installed on some equipment for cathodic protection. GRTgaz declined the standard EN 12954 in its procedures for checks to be carried out on site on each type of cathodic protection equipment (in terms of type of action to achieve and frequency of these measurements), whether or not equipped with telemetry system. GRTgaz is currently studying the frequency of on site functional checks and those of on site evaluation of the effectiveness of equipment in the presence of a telemetry system. If it is accepted that a telemetry system can easily space out functional checks carried out on site by an operator, it is necessary to control carefully the operation of the telemetry system in order to also space out the effectiveness assessments carried out on site on cathodic protection equipment. Thus, if the periodicity of an evaluation of effectiveness is annual on an equipment without telemetry system (such as an impressed current or a drainage station), it will become tri-annual for GRTgaz when equipped with a system of telemetry. Similarly, if it is tri-annual for equipment such as a potential test point without telemetry system, it will become four years or five years periodicity for GRTgaz with telemetry system, if no anomaly is observed during the first assessment of efficiency. But this presupposes first that the cathodic protection of the pipeline the equipment of which are telemetered be efficient and that there is no detrimental problem of electrical influence Thus, GRTgaz has chosen a telemetry system meeting its requirements for its cathodic protection equipment: measurement taken each second over two recording channels 24 hours over 24 hours (each taking either a voltage or a current). The telemetry system currently provides the functional checks and a first level of assessment of the effectiveness of impressed current and drainage stations. It will ensure medium term that of grounding systems and at longer term that of potential test points. The installation of a telemetry system on the cathodic protection equipment is a significant investment. It is necessary that the company making that decision to invest find its interest. The remote monitoring equipment installed on the cathodic protection equipment offer the following benefits: - Reduced risks on the road for cathodic protection operators - Increase of working time of cathodic protection operators for cathodic protection operations of higher value added such as analysis, - Increase of reliability of operation of remotely monitored cathodic protection equipment, - Better knowledge of the life of the remotely monitored cathodic protection equipment, - Increase of the periodicity of on site checks of remotely monitored cathodic protection equipment reducing maintenance costs of this equipment, - Improved maintenance of data archiving by the exclusive and periodical introduction of computerized databases of the telemetry system into the database dedicated to monitoring of the cathodic protection of the gas transmission network.

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37 LOW DRIVING VOLTAGE CATHODIC PROTECTION WITH Al-Ga ANODES: REVIEW OF THE LABORATORY RESULTS AND EXPERIENCE

Anne-Marie GROLLEAU, Valérie DEBOUT DCNS Cherbourg/SMA, France, [email protected] ABSTRACT Zinc or Aluminium-Zinc-Indium galvanic anodes are commonly used for cathodic protection of submerged marine structures. However, cathodic protection shall sometimes be optimized due to the presence of high strength alloys, sensitive to hydrogen embrittlement. The electronegative potentials resulting from the galvanic coupling between these alloys and zinc or Al-Zn-In anodes can cause an increase of their susceptibility. In the 90ies, an extensive research and development program has been initiated by la Direction Générale de l'Armement (DGA) of the French Ministry of Defence and DCNS. This program led to the development of a new low driving voltage anodic material, Al-0.1%Ga, for the cathodic protection of a high strength steel type. The laboratory investigations were followed by an industrial development of Al-0.1%Ga anodes that were later installed on a submerged marine structure, replacing the conventional zinc anodes. The paper reviews the main properties and operating parameters of the Al-0.1%Ga alloy based on laboratory investigations, long term exposure tests and the experience feedback.

37 PROTECTION CATHODIQUE A POTENTIEL MODERE PAR ANODES Al-Ga : BILAN DES RESULTATS DE LABORATOIRE ET DE L'EXPERIENCE

Anne-Marie GROLLEAU, Valérie DEBOUT DCNS Cherbourg / SMA, France, [email protected] RÉSUMÉ Des anodes galvaniques en Zinc ou en Aluminium-zinc-indium sont couramment utilisées pour la protection cathodique des structures immergées en eau de mer. Toutefois, la protection cathodique doit parfois être optimisée en raison de la présence d'alliages à haute limite d'élasticité présentant une sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène. Les potentiels electronégatifs résultant du couplage de ces alliages avec des anodes en Zinc ou Al-Zn-In peuvent conduire à une augmentation de cette sensibilité. Dans les années 90, un vaste programme de recherche et développement a été engagé par la Direction Générale de l'Armement (DGA) du Ministère français de la Défense et DCNS. Ce programme a abouti à l'élaboration d'un matériau anodique à potentiel électronégatif limité, Al-Ga 0,1%, pour la protection cathodique d'un type d'acier à haute limite d'élasticité. Les investigations de laboratoire ont été prolongées par un développement industriel d'anodes Al-Ga 0,1% qui ont ensuite été installées sur des structures immergées en eau de mer, en remplacement d'anodes en zinc traditionnelles. Le document passe en revue les principales propriétés et paramètres de fonctionnement de l'alliage Al-Ga 0,1% sur la base des investigations de laboratoire, des essais d'exposition à long terme et du retour d'expérience.

36 TRANSFERT D'ÉLÉMENTS CONSTITUTIFS D'ANODES GALVANIQUES Al-In VERS L'ENVIRONNEMENT MARIN.

Samuel PINEAUa, Christelle CAPLATb, Andrea MAOb, Daniel MASSONc, Jérôme CROUZILLACd ACCOAST (7 P.A. Doaren Molac, Espace Atlantis, 56610 Arradon, [email protected]) b Université de Caen Basse-Normandie (ERPCB EA 3914, UCBN Hall Technologique de Cherbourg-Octeville 145 Chemin de la Crespinière BP 78, 50130 Cherbourg-Octeville, [email protected], [email protected]) c IFREMER (Laboratoire L.E.R.P.C., Avenue du Mus-de-Loup, Ronce les bains, 17390 La Tremblade, [email protected]) d BAC Corrosion Control (164 Av. Joseph Kessel 78960 Voisins le Bretonneux, [email protected]) RÉSUMÉ Les anodes sacrificielles en aluminium, activées à l'indium, sont les plus utilisées pour la protection cathodique des ouvrages métalliques portuaires en environnement marin. Ce procédé représente un tonnage important d'alliage métallique incluant des éléments traces en contact avec les eaux côtières. La plupart de ces éléments qui se dissolvent en continu dans le milieu demeure attachée à la surface de l'anode sous forme oxydée, mais une partie est susceptible d'être transférée dans l'environnement, sous forme dissoute ou particulaire. Une série d'analyses réalisées en environnement portuaire, associée à des expérimentations en laboratoire ont permis d'étudier le transfert de l'aluminium et des éléments traces constitutifs des anodes vers l'eau, les sédiments et les mollusques (Mytilus edulis). Une première évaluation de la toxicité de l'aluminium sur les larves d'organismes marins via des tests normalisés a également été effectuée. Ces premiers résultats ouvrent des perspectives en termes de compréhension des interactions entre durabilité des ouvrages et qualité du milieu marin en zone portuaire. Mots-clés : protection cathodique, toxicologie, environnement, moules, sédiments, anodes, aluminium.

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36 RELEASE OF ELEMENTS FROM GALVANIC Al-In ANODES IN THE MARINE ENVIRONMENT

Samuel PINEAUa, Christelle CAPLATb Andrea MAOb, Daniel MASSONc, Jerome CROUZILLACd ACCOAST (7 Doaren Molac PA, Atlantic Area, 56610 Arradon [email protected]) b Université Caen Basse-Normandie (ERPCB EA 3914, UCBN Technology Hall of Cherbourg 145 Chemin de la Crespinière BP 78, 50130 Cherbourg-Octeville, [email protected], [email protected]) c IFREMER (LERPC Laboratory, Avenue du Mus de Loup, Ronce les Bains, 17390 La Tremblade, [email protected]) d BAC Corrosion Control (164 Av Joseph Kessel 78960 Voisins le Bretonneux, [email protected]) ABSTRACT Aluminum sacrificial anodes, activated by indium, are currently used for cathodic protection of steel structures immersed in harbour marine environment. This process represents a significant tonnage of metallic alloy including trace elements in contact with coastal waters. Most of these elements which are continuously released from the anodes remains attached to the anodes surfaces as oxidized forms, but some of them may be transferred directly into the environment as dissolved or particulate forms. A series of tests performed in port environment, combined with laboratory experiments have investigated the transfer of aluminum and trace elements constituting the anode toward the water, sediment and molluscs (Mytilus edulis). An initial assessment of aluminum toxicity on the larvae of marine organisms using standardized tests was also performed. These first results are a first step in understanding the interactions between structural durability and marine environmental quality in port areas. Keywords: aluminium, sacrificial anode, cathodic protection, toxicology, environment, mussels, sediments, anodes, aluminium

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35 REVÊTEMENT VISCO-ÉLASTIQUE ANTI-CORROSION

Maher KASSIR, Mouhssine SAADOUNI STOPAQ, 14 rue des Sablons, 75116 Paris, [email protected], [email protected] RÉSUMÉ La mise en place d'un revêtement de canalisation sur chantier reste sensible aux conditions et aux moyens d'application ; ce revêtement doit être le plus imperméable possible à l'eau et aux gaz, avoir une adhérence parfaite et réduire le risque de corrosion microbienne (CIM). Un mastic ayant des propriétés de type fluide avec aucun degré de comportement cristallin et d'excellentes caractéristiques de mouillage peut cependant satisfaire à ces exigences : c'est le cas des revêtements viscoélastiques. En effet, étant donné que la bonne application d'un revêtement anticorrosion détermine son efficacité à long terme, il est préférable d'utiliser des matériaux ayant un comportement rhéologique permettant une application facile et tolérante. Le revêtement visco-élastique STOPAQ®, élaboré à base d'une polyoléfine apolaire, permet de protéger les canalisations enterrées et aériennes contre la corrosion en remédiant aux principaux problèmes liés aux points suivants : · Adhérence : le revêtement présente une très faible tension de surface et des propriétés de mouillage et d'écoulement à froid permettant une adhésion au niveau moléculaire. En cas de dommage, la rupture est cohésive et une couche résiduelle reste solidaire de la canalisation et comble ses pores les plus fins. · Préparation de surface : un état de surface de degré St2 / St3 est suffisant, le décapage à l'abrasif n'est pas requis. Le revêtement visco-élastique se caractérise par une faible température de transition vitreuse. Au dessus du point de rosée, le revêtement peut être appliqué entre -30°C et +80°C. · Milieu salin, sol agressif : des tests approfondis ont démontré l'absence de corrosion sur une canalisation protégée par le revêtement visco-élastique et enterrée pendant plus de 6 ans dans un milieu salin (avec de fortes teneurs en chlorure et en soufre). · Osmose : le revêtement visco-élastique est complètement inerte et amorphe, ses propriétés d'imperméabilité, de polarité et d'adhérence empêchent les phénomènes d'osmose. · Bactéries : le revêtement est imperméable à l'eau et ses constituants ne contiennent pas de nutriments d'azote. De plus, son élaboration s'effectue à haute température, ce qui rend impossible le développement de bactéries à l'interface revêtement/canalisation.

35 ANTI-CORROSION VISCOELASTIC COATING

Maher KASSIR, Mouhssine SAADOUNI STOPAQ, 14 rue des Sablons, 75116 Paris, [email protected], [email protected] ABSTRACT The application of a pipeline coating on site remains sensitive to the conditions and methods of application; this coating should be impermeable to water and gases, have an excellent adherence and reduce the risk of microbiological corrosion (MIC). A sealant having the properties of fluid-like behavior with no degree of crystalline behavior and excellent wetting characteristics, however, can meet these requirements: this is the case of viscoelastic coatings. Indeed, given that proper application of an anticorrosion coating determines its effectiveness in the long term, it is preferable to use materials with rheological behavior allowing easy ant tolerant application. The viscoelastic coating STOPAQ ®, developed on the basis of a non polar polyolefin, helps protecting buried and airexposed pipelines against corrosion by addressing key issues related to: · Adhesion: The coating has a very low surface tension and wetting properties and cold flow for bonding at the molecular level. In case of damage, failure is cohesive and a residual layer remains bonded to the pipe and fills its finest pores. · Surface preparation: a surface of degree St2 / St3 is sufficient, abrasive blastcleaning is not required. The viscoelastic coating is characterized by low glass transition temperature. Above the dew point, the coating can be applied between -30 °C to +80 °C. · Saline environment, aggressive soil: extensive testing has shown the absence of corrosion on a pipeline protected by the viscoelastic coating and buried for over 6 years in a saline environment (with high concentrations in chloride and sulfur). · Osmosis: the viscoelastic coating is completely inert, amorphous, its barrier properties, polarity and adhesion phenomena prevent osmosis. · Bacteria: the coating is impervious to water and its components do not contain nitrogen nutrients. Moreover, its manufacture takes place at high temperature, which makes it impossible the development of bacteria.

34 CADIP : CAPTEUR DE DENSITÉ DE COURANT DE PROTECTION

Dominique FESTYa, Hicham IKENa, Anne Marie GROLLEAUb, Corinne RANNOUc, Jérôme BLANCd, Yves DÉGRÉSe

Institut de la Corrosion ­ site de Brest, 220 rue Rivoalon, Brest, France [email protected] ­ [email protected] b DCNS/SMA Cherbourg/DR, CHERBOURG-OCTEVILLE, France, [email protected] c DGA - GESMA - BP42, 29240 Brest Armées, France [email protected] d DGA Techniques Navales, DGA/DT/TN/PFN/SVPE, Toulon, France, [email protected] e nke, Hennebont, France, [email protected] RÉSUMÉ Si la mesure du potentiel d'une structure marine sous protection cathodique est une opération relativement aisée et courante permettant de multiplier les points de mesure et de produire profils et cartographie de potentiel, celle de la densité de courant nécessite l'installation de système à demeure ne permettant que des mesures locales (cathode monitorée). Le capteur CADIP développé par l'Institut de la Corrosion en collaboration avec DCNS, DGA et nke est basé sur la mesure du gradient de potentiel généré par le courant de protection cathodique. Pour cela 2 électrodes de référence appariées sont disposées dans un tube isolant ouvert aux extrémités. Lors de la mesure ce tube est appliqué normalement à la surface de la structure, la différence de potentiel entre les électrodes de référence est enregistrée. Ce gradient de potentiel est proportionnel au courant canalisé par le tube isolant. Suite à un étalonnage du capteur en laboratoire et à la mise au point d'une procédure de calibration, la densité de courant de protection cathodique est calculée à partir de la mesure enregistrée. Les résultats des études réalisées montrent que des densités de courant de l'ordre du mA/m² peuvent être mesurées, ceci avec une précision et une répétabilité très satisfaisante. Les applications potentielles du capteur CADIP sont l'évaluation de la demande en courant de protection des structures protégées, avec pour objectif de déterminer la durée de vie des systèmes de protection et l'évaluation de la qualité des systèmes de peinture (taux de dégradation et localisation des dégradations), en y associant la mesure du potentiel de protection. Mots-clés : Capteur, protection cathodique, densité de courant, système de peinture.

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34 CADIP: PROTECTION CURRENT DENSITY SENSOR

Dominique FESTYa Hicham IKENa, Anne Marie GROLLEAUb, Corinne RANNOUc, Jerome BLANCd Yves DEGRESe Institute of Corrosion - site de Brest, 220 rue Rivoalon, Brest, France [email protected] - [email protected] NFWB / Cherbourg ADM / DR Cherbourg-Octeville, France, [email protected] CDGA - GESMA - BP42, 29240 Brest Armées, France [email protected] of Naval Technical DGA, DGA / DT / NT / NFP / svpe, Toulon, France, [email protected] e nke Hennebont, France, [email protected] ABSTRACT If the measure of the potential of a marine structure under cathodic protection is a relatively common and easy, allowing to multiply the measuring points and producing profiles and mapping of potential, the density current system requires the installation of permanently allowing only local measurements (cathode monitored). CADIPS sensor developed by the Institute of Corrosion in collaboration with DCN, DGA and nke is based on measuring the potential gradient generated by the cathodic protection current. For this, two matched reference electrodes are arranged in a sheath open at both ends. During measurement the tube is normally applied to the surface of the structure and the potential difference between the reference electrodes is recorded. This potential gradient is proportional to the current channeled through the insulating tube. Following sensor calibration laboratory and the development of a calibration procedure, the current density of cathodic protection is calculated from the measurement recorded. The results of studies show that current densities on the order of the mA / m can be measured with an accuracy and repeatability very satisfactory. Potential applications of the sensor CADIPS are evaluating the current requirement of protection of protected structures, with the aim of determining the lifetime of protection systems and evaluation of quality paint systems (and rate of degradation localization of damage), involving the measurement of protection potential. Keywords: Sensor, cathodic protection, current density, the paint system.

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33 ICP-DATA: IN SITU DATA COLLECTION FOR CATHODIC PROTECTION DESIGN

Dominique FESTYa, Denise LE FLOURb, Jean VITTONATOc, Ian MERCHANTd, Sven Morten HESJEVIKe

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Institut de la Corrosion ­ Site de Brest, 220 rue Rivoalon, Brest, France [email protected] b Ifremer, BP80, 29280 Plouzané, France [email protected] c Total SA, EPT/TDO/COR, Tour Coupole 22D67 92078 Paris La Défense Cedex, France [email protected] d Technip UK Limited, Enterprise Drive Westhill Aberdeenshire ­ AB32 6TQ, United Kingdom,

e

[email protected]

Statoil ASA, Corrosion Technology, RCT PF MFPT Arkiteck Ebbels veg 10, Rotvoll, Norway,

[email protected]

ABSTRACT The presented work was carried out with the objectives of supplying to Cathodic Protection designers data collected in situ, i.e in the actual environment in which the protected structure is installed. Sensors arrays have been deployed at six different sites from 35 m to 900 m depth. The measurements are realized by a CPC sensor which records the cathode potential and the coupling current between a cathode and an anode.. The effect of temperature and pressure on calcareous deposit properties was put into evidence and was useful to explain the different established pseudo polarization curves. For carbon steel: the results are broadly in a good agreement with DNV RPB 401 and ISO 15589-2 standards. For stainless steel: the initial current was independent of the location; the steady state current demand at -600 mV/Ag.AgCl depends strongly on the environment; the current demands tent to decrease with time in tropical and arctic zones, but increase in sub-tropical area and the current demand at -950 mV/Ag.AgCl does not depend on the location. Key words: Cathodic Protection; in situ data collection; deep sea; calcareous deposit; carbon steel; Stainless steel

33 ICP-DATA : ENREGISTREMENTS IN SITU DE DONNÉES POUR LA CONCEPTION DE PROTECTION CATHODIQUE

Dominique FESTYa Denise LE FLOURb Jean VITTONATOc, Ian MERCHANTd, Sven Morten HESJEVIKe

a

Institut de la corrosion - site de Brest, 220 rue Rivoalon, Brest, France [email protected] B Ifremer, BP80, 29280 Plouzané, France [email protected] c Total SA, EPT / TDO / COR, 22D67 Coupole Tour 92078 Paris La Défense Cedex, France [email protected] d Royaume-Uni Technip Limited, Westhill Drive Enterprise Aberdeenshire - AB32 6TQ, Royaume-Uni, [email protected] e Statoil ASA, de la technologie à la corrosion, MFPT PF RCT Arkiteck Ebbels légumes 10, Rotvoll, la Norvège, [email protected] RÉSUMÉ

Le travail présenté a été réalisé avec les objectifs de fournir aux concepteurs de protection cathodique des données relevées in situ, c'est-à-dire dans l'environnement réel où la structure est installée. Des Capteurs ont été déployés sur six sites différents à entre 35 m et 900 m de profondeur. Les mesures sont réalisées à l'aide d'un capteur CPC qui enregistre le potentiel de la cathode et le courant de couplage entre une cathode et une anode L'effet de la température et de la pression sur les propriétés du dépôt calcaire a été mis en évidence et a été utile pour expliquer les différentes courbes de pseudo polarisation établies. Pour un acier au carbone: les résultats sont globalement en bon accord avec les standards DNV RPB 401 et ISO 15589-2. Pour l'acier inoxydable: le courant initial est indépendant de la localisation, le courant en régime permanent à -600 mV / Ag.AgCl dépend fortement de l'environnement; la demande en courant tend à décroître en fonction dutemps dans les zones tropicales et arctiques, mais augmente en Afrique subtropicale et la demande en courant à -950 mV / Ag.AgCl ne dépend pas de la localisation. Mots clés: protection cathodique; relevé de données in-situ mer profonde; dépôt calco-magnésien; acier ; acier inoxydable

32 CORROSION INTERNE DES PIPES AU NIVEAU DES MANCHONS ISOLANTS

François DUBOISa, Dominique FESTYb, Jean VITTONATOc

a

Institut de la Corrosion ­ Site de Saint-Etienne,

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ZA du Parc, secteur Gampille, 42490 Fraisses, France

[email protected] Institut de la Corrosion ­ Site de Brest, Technopôle de Brest Iroise, 220 rue Pierre Rivoalon, 29200 Brest, France [email protected] c Total EP/TDO/TEC/COR, Tour Coupole, 2 place Jean Millier, 92078 Paris La Défense Cedex, France, [email protected] RÉSUMÉ Un manchon isolant est un dispositif destiné à isoler électriquement un pipeline revêtu sous protection cathodique d'une autre structure souvent non-protégée cathodiquement. La présence d'un électrolyte conducteur dans le pipe peut entrainer la circulation d'un courant de fuite et provoquer une corrosion interne accélérée du coté non-protégé cathodiquement au niveau du manchon isolant. Une cellule a été développée afin de simuler en laboratoire le système, comportant un tube sous protection cathodique et un tube isolé par un manchon de taille variable. La corrosion a été évaluée à l'aide de mesures électrochimiques (gradient de potentiel), électriques (courant de corrosion) et ultrasoniques (épaisseurs), pour différentes hauteurs d'eau et longueurs de manchon. A partir des résultats, un modèle empirique basé sur l'expression de Butler-Volmer et un abaque, ont été développés : ils permettent de prédire la vitesse de corrosion interne maximale en fonction de la tension appliquée et de la longueur du manchon isolant. L'utilisation de ces résultats pourra permettre de dimensionner la longueur de manchon à respecter pour éviter une corrosion importante au niveau du manchon. Mots-clés : Protection cathodique, manchon isolant, courant de fuite

32 INTERNAL CORROSION OF PIPES AT ISOLATING JOINTS

François DUBOISa, Dominique FESTYb Jean VITTONATOc Institut of Corrosion - Site de Saint-Etienne ZA du Parc, Gampille sector, Fraisses 42490, France [email protected] b Institut of Corrosion - Site de Brest, Technopole Brest Iroise, 220 rue Pierre Rivoalon, 29200 Brest, France [email protected] C TOTAL EP / TDO / TEC / COR Tour Coupole, 2 Place Jean Millier 92078 Paris La Defense Cedex, France, [email protected] ABSTRACT An insulating sleeve is a device designed to electrically isolate a coated pipeline with cathodic protection from another structure often unprotected cathodically. The presence of a conducting electrolyte in the pipe can cause the flow of leakage current and an accelerated internal corrosion of the cathodically unprotected side at the insulating sleeve. A cell has been developed to simulate the system in the laboratory, comprising a pipe under cathodic protection and a pipe insulated by a sleeve of variable size. Corrosion was evaluated using electrochemical measurements (potential gradient), electrical measurements (corrosion current) and ultrasonic measurements (thickness) for different water heights and lengths of sleeve. From the results, an empirical model based on the expression of Butler-Volmer and a chart have been developed: they predict the maximum internal corrosion rate as a function of applied voltage and the length of the insulating sleeve. The use of these results will allow sizing the sleeve length for avoiding severe corrosion at the sleeve. Keywords: Cathodic protection, isolating sleeve, leakage current

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31 AMÉLIORATION DU FONCTIONNEMENT DES DISPOSITIFS DE PROTECTION CATHODIQUE PAR L'UTILISATION DES BANDES PARAFFINIQUES. CARACTÉRISATION DES PRODUITS

Florent BATISSE EURO ANTICORROSION SERVICES Saint Maximin La Sainte Baume, France, [email protected] RÉSUMÉ

Nous préconisons depuis plusieurs années la mise en place de revêtement de type « bande paraffinique » au niveau des accessoires des réseaux d'eau potable afin d'augmenter la valeur d'isolement globale des ouvrages. Les donneurs d'ordre réclament des données techniques pour valider l'utilisation et l'application de ces produits sur leurs installations. Même si par expérience il est admis que le produit apporte satisfaction depuis de nombreuses années, il n'existe que très peu d'études, si ce n'est dans certains laboratoires comme Gaz de France, mais la diffusion de ces documents est restreinte. L'objectif de nos essais était de caractériser les performances du produit, de vérifier sa compatibilité avec l'application d'une polarisation cathodique et de mettre en évidence l'amélioration qu'il peut apporter au fonctionnement d'un dispositif de protection cathodique. Les essais avaient pour but : - d'étudier en laboratoire en collaboration avec l'Université Paul Sabatier de Toulouse et de l'Université de La Rochelle : 1. la composition du produit et l'assurance de l'absence de composé toxique, 2. la tenue du revêtement dans un électrolyte corrosif, 3. la compatibilité de ce revêtement avec l'application d'une protection cathodique. - de vérifier in situ avec l'assistance technique d'une compagnie fermière et du Port Autonome de Nantes-Saint Nazaire le gain de l'application de ce revêtement sur le fonctionnement de la protection cathodique, et du fait que ce bénéfice perdure dans le temps. Mots-clés : Bande paraffinique, impédance électrochimique, décollement cathodique.

31 IMPROVING THE OPERATION OF CATHODIC PROTECTION SYSTEMS BY THE USE OF WAX TAPES. CHARACTERIZATION OF MATERIALS

Florent BATISSE EURO CORROSION SERVICES Saint Maximin La Sainte Baume, France, [email protected] ABSTRACT We have been recommending for several years the development of coatings based on wax tapes on pieces of equipment of drinking water systems for increasing the overall insulation value of the structures. The end users require technical data to validate the use and application of these products on their facilities. Even if experience shows this material provides satisfaction for many years, there are very few studies, except in some laboratories such as those of Gaz de France, but diffusion of these documents is restricted. The objective of our tests was to characterize the performance of the material, to verify its compatibility with the application of cathodic polarization and to demonstrate the improvement that it can give to the operation of a cathodic protection system. The tests were aimed at: - Making a laboratory study in collaboration with the University Paul Sabatier in Toulouse and the University of La Rochelle on: 1. the material composition and the guaranty of the absence of any toxic compound, 2. the behavior of the coating in a corrosive electrolyte, 3. the compatibility of this coating with the application of cathodic protection. - verifying in situ, with the technical assistance of a leasing company and the Port Autonome de Nantes-Saint Nazaire, the improvement from the application of this coating on the operation of cathodic protection, and whether this benefit persists in the time. Keywords: Wax Tape, electrochemical impedance, cathodic disbonding

30 CONTRÔLE DE L'EFFICACITÉ DES DISPOSITFS DE PROTECTION CATHODIQUE DES NAVIRES

Florent BATISSE, Ulysse PAGES XATART PARES

Société EURO ANTICORROSION SERVICES Saint Maximin La Sainte Baume, France, [email protected] RÉSUMÉ Il existe peu de documentation technique concernant le contrôle de l'efficacité des dispositifs de protection cathodique par anodes galvaniques ou par courant imposé de la carène des navires. Notre document concerne la réalisation d'une bibliographie sur le sujet afin de compléter les éléments présents dans la norme expérimentale XP A 05-674 d'août 2007 « Protection cathodique des oeuvres vives des navires ». Notre approche comprend également une réflexion sur le développement de mesures complémentaires aux traditionnelles mesures de potentiel en utilisant des témoins calibrés comme cela est le cas dans les contrôles effectués au niveau des ouvrages enterrés. L'utilisation de coupons calibrés permet d'aborder la notion de densité de courant de protection cathodique.

30 MONITORING THE EFFECTIVENESS OF CATHODIC PROTECTION EQUIPMENT ON SHIPS

Florent BATISSE, Ulysses PAGES Xatart PARES Company EURO CORROSION SERVICES Saint Maximin La Sainte Baume, France, [email protected] ABSTRACT There is little technical documentation concerning the verification of the effectiveness of ship hulls cathodic protection systems by galvanic anodes or by impressed current. Our paper is a bibliography review on this subject with the aim of supplying additional information to the experimental standard XP A 05-674 (August 2007) "Cathodic protection of the underwater part of ships". Our approach also includes some considerations on the development of additional measurements which could be used in conjunction with the conventional potential measurements using calibrated coupons and based on the measurements commonly performed in the field for buried structures. The use of calibrated coupons is necessary to address the current density value needed for cathodic protection.

29 ÉVOLUTION DES PROPRIÉTÉS ÉLECTROCHIMIQUES DES ALLIAGES EN ALUMINIUM ACTIVÉ À L'INDIUM EN FONCTION DE LA TEMPÉRATURE

a Jérôme CROUZILLAC , John JENSENb a

Bac Corrosion Control, France, [email protected] b Bac Corrosion Control, Danemark, [email protected] RÉSUMÉ

Le domaine d'utilisation des anodes galvaniques en alliage d'aluminium activé à l'indium est le plus souvent le milieu marin naturel. Dans ce milieu, dont la température varie entre 5 et 25 °C, les caractéristiques de cet alliage sont connues. D'autres applications sont néanmoins possibles dans l'industrie à des températures supérieures. Les propriétés électrochimiques de l'alliage et en particulier sa capacité en courant (A.h/kg) en sont modifiées. Cela a une incidence majeure sur le dimensionnement de la protection cathodique. Pour cela nous avons testé à différentes températures, en essai galvanostatique, l'évolution des propriétés électrochimiques de l'alliage d'aluminium activé à l'indium. Les températures choisies pour l'étude sont 20°C, 40°C, 60°C et 80°C. Ces essais ont été menés pendant une durée de 3 mois suivant les procédures décrites en annexes B et C du DNV RP B401de janvier 2005

Mots-clés : Aluminium, Indium, propriétés électrochimiques, température.

29 INFLUENCE OF TEMPERATURE ON ELECTROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF INDIUM ACTIVATED ALUMINUM ALLOYS

Jerome CROUZILLACa John JENSENb

a

BAC Corrosion Control, France, [email protected] B BAC Corrosion Control, Denmark, [email protected] ABSTRACT

Indium-activated galvanic aluminium anodes are commonly used in the natural marine environment. In this medium, with temperatures varying between 5 and 25 °C, the characteristics of this alloy are well known. There are however other applications in the industry that deal with higher temperatures. The electrochemical properties of the alloy, especially its current capacity (Ah / kg), are then changed. This has a major impact on the design of cathodic protection. We have investigated the electrochemical properties of the indium-activated aluminium alloy using galvanostatic tests. The temperatures chosen for the study are 20 °C, 40 °C, 60 °C, and 80 °C. These tests were conducted for a period of three months according to the procedures described in Appendices B and C of DNV RP B401( January 2005). Keywords: Aluminum, Indium, electrochemical properties, temperature.

28 TRAITEMENT DE REALCALINISATION DU PONT CAMILLE DE HOGUES

Carl REDON

(RENOFORS, 183 Bld. J.Mermoz 94550 Chevilly Larue, [email protected]enofors.fr) RÉSUMÉ Originellement, les aciers du béton armé sont naturellement protégés de la corrosion par le pH ~13 de la pâte de ciment. Cependant au cours des ans, les ouvrages sont soumis à la carbonatation qui s'accompagne d'une baisse de pH à des valeurs inférieures à 9. La couche passivante protégeant l'armature disparaît, de la rouille expansive se forme, générant des épaufrures. Face à une pathologie de carbonatation, on peut restaurer partiellement le pH du béton autour des aciers en mettant en oeuvre un traitement électrochimique dénommé réalcalinisation. Le courant continu de traitement va générer une électrolyse autour des armatures et favoriser l'apport électro-osmotique de substances alcalines dans le béton. Le procédé de réalcalinisation NOVBETON de la société RENOFORS a été appliqué au Pont Camille de Hogues pour protéger ses aciers de la corrosion et lui assurer une bonne tenue de ses éléments structurels. Le traitement a concerné l'ensemble du Pont, sans démolitions majeures ni modifications, dans le but de préserver l'esthétique élégante du premier pont béton armé de France, classé monument historique pour sa technicité remarquable. Après le montage d'un échafaudage adapté à la géométrie du pont, les épaufrures sont purgées. Des raccords électriques (cathodes) sont positionnés sur les armatures. Un treillis métallique est ensuite attaché à la surface du béton et connecté électriquement (anodes). Des fibres sont projetées sur ce treillis de manière à former un cataplasme qui est imbibé par une solution électrolytique alcaline. Le traitement proprement dit débute : la mise sous tension pendant une quinzaine de jours enclenche le processus de réalcalinisation décrit ci-avant. Des carottes ont été prélevées pour s'assurer de la remontée effective du pH conformément au document normatif FD CEN/TS 14038-1. A l'issue du traitement, le cataplasme anodique a été déposé pour enchaîner sur la phase de finition (enduits, badigeons ...) sur la base d'échantillons préalablement validés par Monsieur Jeanneau, Architecte en Chef des Monuments Historiques. Mots-clés : béton, armatures, corrosion, électrochimie, réalcalinisation, déchloruration.

28 REALKALIZATION TREATMENT OF THE CAMILLE HOGUES BRIDGE

Carl REDON (RENOFORS, 183 Bld. J. Mermoz, 94550 Chevilly-Larue, [email protected]) ABSTRACT Originally, the steel in reinforced concrete is naturally protected from corrosion by the pH ~ 13 of the cement paste. However over the years, structures are subject to carbonation accompanied by a decrease in pH values below 9. Passivating layer protecting the reinforcement disappears, expansive rust forms, generating spalling. Facing a pathology of carbonation, it is possible to partially restore the pH of the concrete around the steel by implementing an electrochemical treatment called realkalization. The direct current used for the process will generate electrolysis around reinforcements and encourage the contribution of electro-osmotic alkalis in concrete. The NOVBETON realkalization process of the company RENOFORS was applied to the bridge Camille Hogue to protect steel from corrosion and to ensure a correct behaviour of its structural elements. The treatment involved the entire bridge without demolition or major changes in order to preserve the elegant appearance of the first reinforced concrete bridge in France, a historical monument for its remarkable technical aspect. After mounting a scaffold adapted to the geometry of the bridge, spalls are purged. Electrical fittings (cathode) are positioned on the reinforcements. A metallic mesh is then attached to the concrete surface and electrically connected (anodes). Fibers are projected onto the mesh to form a poultice that is soaked with an alkaline electrolytic solution. The actual treatment begins: the power energizing for a fortnight starts the realkalization process described above. Cores were taken to ensure that the effective recovery of pH occurred in accordance with the normative document FD CEN / TS 14038-1. After treatment, the poultice anode was deposited to follow up on the finishing (coatings, washes ...) based on samples previously approved by Mr. Jeanneau, Chief Architect of Historical Monuments. Keywords: concrete, reinforcement, corrosion, electrochemistry, realkalization, dechlorination.

27 PERTINENCE ET INTERACTION DES ÉQUIPEMENTS EMPLOYÉS POUR LA RÉALISATION DES MESURES DE POTENTIEL ON/OFF

Damien CAPAÏ a, Hélène MAUDETb, Richard CAPAÏc

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ADCA, 2 impasse des Meuniers 91520 EGLY,France, [email protected] ADCA, 2 impasse des Meuniers 91520 EGLY, France, [email protected] c ADCA, 2 impasse des Meuniers 91520 EGLY, France, [email protected] RÉSUMÉ

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Au fur et à mesure des années, la protection cathodique a évolué, les mesures sont devenues de plus en plus précises, notamment pour la réalisation de la mesure du potentiel « OFF ». Nous constatons que les mesures « OFF » sont effectuées sur des témoins métalliques de taille et de formes différentes. Paradoxalement, l'évolution du témoin, ne s'est pas accompagnée par la même évolution de l'électrode de mesure depuis les années 80. Cette étude a pour but de vérifier la pertinence et l'interaction des équipements employés pour la réalisation des mesures de potentiel ON/OFF et de les optimiser. Il se révèle 3 grands axes de recherche : le témoin, l'électrode et les interactions témoin-électrode. Pour cela nous avons effectué plusieurs essais afin de mettre en évidence les solutions et les problématiques générées par l'utilisation de ces équipements. Mots-clés : électrode, témoin, potentiel, OFF

27 RELEVANCE AND INTERACTION OF EQUIPMENT USED FOR THE REALIZATION OF ON / OFF POTENTIAL MEASUREMENTS

Damien CAPAÏa, Helène MAUDETb , Richard CAPAÏc ADC, 2 impasse Millers EGLY 91520, France, damien.capai @ adca.fr ADC, 2 impasse Millers EGLY 91520, France, helene.maudet @ adca.fr c ADCA, 2 impasse Millers EGLY 91520, France, richard.capai @ adca.fr

b a

ABSTRACT As to the years, cathodic protection has evolved; the measures have become increasingly accurate, especially for the realization of the"OFF" potential measurement. We note that the measurements are carried off on metallic coupons of various sizes and shapes. Paradoxically, the measuring electrode has known little or no change since the 80s. This study is aimed at verifying the relevance and interaction of equipment used to achieve the ON / OFF potential measurements and at optimizing them. It reveals three major research areas: the coupon, the reference electrode and the coupon and electrode interactions. To do this, we performed several tests in order to highlight the solutions and problems caused by the use of such equipment. Keywords: electrode, coupon, potential, OFF

26 ATTÉNUATION ET DISTRIBUTION DE COURANT POUR LES PIPELINES IMMERGÉS : REVUE CRITIQUE DES STANDARDS INTERNATIONAUX ET COMPARAISON AVEC LA MODÉLISATION NUMERIQUE

Jean VITTONATOa TOTAL TDO/TEC/COR Tour Coupole, 2 place Jean Millier, 92078 Paris La Défense Cedex [email protected] RÉSUMÉ La protection cathodique des pipelines immergés en eau de mer est réalisée dans la quasi-totalité des cas par anodes galvaniques. Un des points clés du dimensionnement de cette protection réside dans la détermination de l'espacement maximum requis entre les anodes afin d'assurer l'efficacité de la protection sur toute la distance inter-anodes. Des formules analytiques sont disponibles dans les standards internationaux ou dans d'autres documents de référence. L'objet de l'article est d'étudier une configuration d'installation d'anodes et de comparer les résultats obtenus avec d'une part ces standards ou documents de référence, et d'autre part avec une modélisation numérique. Une analyse critique des formules analytiques est proposée ainsi qu'une recommandation pratique. Mots-clés : atténuation, pipeline, anode

a

26 ATTENUATION AND CURRENT DISTRIBUTION FOR SUBMERGED PIPELINES: CRITICAL REVIEW OF INTERNATIONAL STANDARDS AND COMPARISON WITH NUMERICAL MODELING

Jean VITTONATO TOTAL TDO / TEC / COR Tour Coupole, 2 Place Jean Millier 92078 Paris La Defense Cedex [email protected] ABSTRACT Cathodic protection of pipelines submerged in sea water is carried in almost all cases by galvanic anodes. One of the key points of the design of this protection lies in determining the maximum spacing required between the anodes in order to ensure effective protection over the entire distance between anodes. Analytical formulas are available in international standards or other reference materials. The purpose of this paper is to study an installation configuration of anodes and compare the results with one hand these standards or reference materials, and also with numerical modeling. A critical analysis of analytical formulas is proposed as well as a practical recommendation. Keywords: attenuation, pipeline, anode

25 CONSIDÉRATION GÉNÉRALE SUR LA DISTRIBUTION DE COURANT POUR L'ÉTUDE DE LA PROTECTION CATHODIQUE DES FONDS DE BAC PAR MODÉLISATION NUMÉRIQUE

Jean VITTONATOa , John BAYNHAMb TOTAL TDO/TEC/COR Tour Coupole, 2 place Jean Millier, 92078 Paris La Défense Cedex [email protected] BEASY Ashurst Lodge, Ashurst, Southampton, SO40 7AA, UK [email protected] RÉSUMÉ En protection cathodique, la distribution du courant est influencée par de nombreux paramètres environnementaux. Les principaux sont : la géométrie de la structure protégée, la résistivité du sol, et enfin la courbe de polarisation cathodique de l'acier. La présente étude compare les résultats obtenus avec différentes courbes de polarisation et différentes résistivités dans le cas de deux géométries différentes appliquées à des fonds de bacs. La première géométrie concerne le cas où des anodes sont installées sur le pourtour du bac, ce qui est une configuration courante dans le cas des bacs anciens. La seconde géométrie prend pour exemple les cas récents où une membrane est installée à quelques dizaines de centimètres sous le bac et où le système de protection cathodique est inséré entre le bac et la membrane (espace confiné). Les résultats sont obtenus par une modélisation numérique réalisée avec le logiciel Beasy. De ces résultats sont tirées des règles générales quant à l'évolution de la distribution de courant en fonction des conditions environnementales. Mots-clés : fond de bac, distribution de courant, résistivité, polarisation

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25 GENERAL CONSIDERATION ON THE CURRENT DISTRIBUTION FOR THE STUDY OF CATHODIC PROTECTION OF TANK BOTTOMS BY NUMERICAL MODELING

Jean VITTONATOa John BAYNHAMb TOTAL TDO / TEC / COR Tour Coupole, 2 Place Jean Millier 92078 Paris La Defense Cedex [email protected] BEASY Ashurst Lodge, Ashurst, Southampton, SO40 7AA, UK [email protected] ABSTRACT In cathodic protection, the current distribution is influenced by many environmental parameters. The main ones are: the geometry of the protected structure, soil resistivity, and finally the cathodic polarization curve of steel. This study compares the results with different polarization curves and different resistivities in the case of two different geometries applied to tank bottoms. The first geometry illustrates the case where the anodes are installed around the perimeter of the tank, which is a common configuration in the case of old tanks. The second geometry takes for example the recent cases where a membrane is installed at a few tens of centimeters below the tank and where the cathodic protection system is inserted between the tank and the membrane (confined space). The results are obtained by numerical modeling performed with the software BEASY. General rules regarding the evolution of the current distribution depending on environmental conditions are drawn from these results. Keywords: Tank bottom, cuurrent distribution, resistivity, polarization

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24 LA COMMISSION PROTECTION CATHODIQUE ET REVÊTEMENTS ASSOCIÉS DU CEFRACOR ­ ÉTAT DES LIEUX

Marcel ROCHEa Président de la Commission PCRA du CEFRACOR

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Total Technology Specialists, Le Mesnil-le-Roi, France, [email protected] RÉSUMÉ

L'étendue des applications de la protection cathodique a justifié la constitution de l'une des premières Commissions d'étude du CEFRACOR depuis sa création en 1960. Cette Commission, élargie aux revêtements associés depuis la fin des années 1990, constitue un lieu d'échanges très vivant pour les spécialistes de ces techniques et ses réunions plénières trimestrielles sont très fréquentées. L'une d'entre elles est décentralisée et elles sont complétées par une réunion annuelle d'une « Antenne Sud-ouest » bien appréciée. Les réunions plénières sont consacrées à l'échange des connaissances et à leur consolidation dans les domaines où des progrès sont nécessaires, et notamment à valider les productions de groupes de travail créés en fonction des besoins. Les nouvelles techniques et méthodes de contrôle ainsi que les activités des compagnies spécialisées sont également présentées. Les comptes rendus des réunions plénières récentes et certaines de leurs annexes sont placés après validation dans la partie « Espace Adhérents » du site web du CEFRACOR (http://www.cefracor.org/). Pour les sujets nécessitant la rédaction de documents complémentaires des normes françaises, européennes ou internationales et des guides professionnels, le fruit des travaux est mis à la disposition de tous les utilisateurs potentiels en français et en anglais sur le site Web sous la forme de « Recommandations PCRA » (à ce jour 9 ont été publiées). En complément de la normalisation, pour laquelle de nombreux membres de la Commission sont impliqués soit directement soit par l'intermédiaire de « Groupes miroir », une démarche nécessaire pour assurer au mieux la qualité de la conception, de la mise en oeuvre et du contrôle de l'efficacité des installations de protection cathodique a été mise en place il y a une quinzaine d'années. Il s'agit de la vérification par tierce-partie de la compétence du personnel, sous la forme de la certification, gérée par la branche CFPC du CEFRACOR. Un nouveau site web (http://www.protectioncathodique.net/) a été mis en service afin de présenter à ses visiteurs l'historique de la protection cathodique, ses principes de base, ses applications dans les principaux secteurs, la liste des normes, recommandations et références bibliographiques pertinentes. Ce site gère également la certification du personnel en protection cathodique opérée par le CFPC. La Commission organise périodiquement les "Journées d'Aix-en-Provence" sur la protection cathodique et les revêtements associés. Les 5èmes Journées sont une occasion de faire un précieux état des lieux dans tous les domaines. Mots-clés : protection cathodique, CEFRACOR, commission, recommandations

24 THE CEFRACOR CATHODIC PROTECTION AND ASSOCIATED COATINGS COMMITTEE ­ AN INVENTORY

Marcel ROCHEa President of the PCRA CEFRACOR Commission

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Total Technology Specialists, Le Mesnil-le-Roi, France, [email protected] ABSTRACT

The range of applications of cathodic protection has justified the organization by CEFRACOR of one of the first Study Committees since its creation in 1960. The Committee, extended to the associated coatings since the late 1990s, constitutes a very living forum for specialists of these techniques and its quarterly plenary meetings are well attended. One of them is decentralized and they are supplemented by an annual meeting of a "South-west antenna" much appreciated. The plenary meetings are devoted to the exchange of knowledge and its consolidation in the areas where improvement is needed, especially to validate the products of working groups launched as needed. New techniques and measurement methods as well as activities of specialized companies are also presented. The recent minutes of plenary meetings and some of their annexes are placed after validation in the "Members Area" of the CEFRACOR website (http://www.cefracor.org/). For topics that require writing documents additional to French, European or international standards and professional guidelines, the fruit of the work is made available to all potential users in French and English on the website in the form of "Recommandations PCRA" (so far 9 have been published). In addition to standardization, in which many members are involved either directly or through "Mirror Groups", a necessary step to ensure the best quality of design, implementation and monitoring effectiveness of cathodic protection facilities has been established fifteen years ago. This is the third-party verification of the competence of personnel in the form of certification, managed by the CFPC branch of CEFRACOR. A new website (http://www.protectioncathodique.net/) has been commissioned to present its readers the history of cathodic protection, its basic principles, the applications in the main sectors, the list of standards, guidelines and relevant references. This site also addresses the certification of cathodic protection managed by the CFPC. The Committee periodically organizes the "Journées d'Aix-en-Provence" on cathodic protection and associated coatings. The 5th "Journées" constitute an opportunity to make a valuable inventory in all areas. Keywords: cathodic protection, CEFRACOR, committee, recommendations

23 RETOURS D'EXPERIENCE DES MESURES DE POTENTIEL Eoff REALISEES AVEC LES OUTILS « COUCOU » et « CORREAL »

Pierre FRANCE (17 Ter Bd GAMBETTA 02700 TERGNIER, [email protected]) RÉSUMÉ A GRTgaz (filiale du transport de GDFSuez), les premiers retours d'expérience des mesures de potentiels réalisées sur témoin métallique immédiatement après l'ouverture de la liaison témoin métallique-conduite (aussi appelées mesures Eoff) réalisées à l'aide de nouveaux systèmes de mesure (cf. Congrès CEOCOR 2008 et EUROCOR 2008 « VALIDATION TESTS OF MEASURING TOOLS RETURNING DIRECTLY THE Eoff POTENTIAL OF A COUPON ») ont permis de mettre en évidence des niveaux de potentiel jugés trop électronégatifs. Le fait d'obtenir dans certains cas des mesures plus électronégatives qu'une valeur généralement admise, de l'ordre de -1250 mV, a été un élément perturbant pour les équipes de protection cathodique régionales qui ont pu mettre en doute la validité des nouveaux systèmes de mesure. Des mesures complémentaires sur site, dont l'analyse est exposée dans cette présentation, ont aussitôt été entreprises dans le but de : · valider les mesures de potentiel Eoff jugées trop électronégatives, · analyser les causes possibles d'apparition de potentiels jugés trop électronégatifs sur les réseaux, · expliquer au personnel de protection cathodique que des potentiels Eoff peuvent être plus électronégatifs que ce qui est généralement admis.

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EXPERIENCE FEEDBACKS ON Eoff POTENTIAL MEASUREMENTS CARRIED OUT WITH THE TOOLS "COUCOU" and "CORREAL" Pierre FRANCE (17 Ter Bd GAMBETTA 02700 TERGNIER, [email protected]) ABSTRACT At GRTgaz (transportation subsidiary of GDFSuez), the first experience feed-backs of potential measurements carried out on metallic coupon instantaneously after opening the connection to the pipeline (so-called "Eoff" mesurements) with new measuring tools (see Congress CEOCOR 2008 and EUROCOR 2008 « VALIDATION TESTS OF MEASURING TOOLS RETURNING DIRECTLY THE Eoff POTENTIAL OF A COUPON ») helped identifying potential levels which were deemed too electronegative. Obtaining measurements in some cases more electronegative than a generally admitted value of about -1250 mV was a disturbing factor for regional teams of cathodic protection personnel which could have doubts on the validity of the new Eoff measuring tools. Additional measurements on site, the analysis of which is given in this presentation, were immediately carried out in order to: · validate Eoff potential measurements considered too electronegative, · analyze the possible causes of the occurrence of potentials considered too electronegative on the networks, · explain to the cathodic protection personnel why Eoff potentials can be more electronegative than what is generally admitted.

22 APPORT DE LA POLARISATION CATHODIQUE À LA CONSERVATION-RESTAURATION DES OBJETS ARCHÉOLOGIQUES MÉTALLIQUES

Jean-Bernard MEMETa, Sébastien BERGEROTa, Philippe de VIVIÉSa

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A-CORROS, ARLES, France, [email protected] RÉSUMÉ

La protection cathodique est utilisée couramment pour la protection des ouvrages métalliques, enterrés ou immergées, depuis les années 1950. Dans cette application industrielle, son rôle est de limiter à un niveau acceptable la corrosion des ouvrages afin d'en assurer la pérennité sur quelques dizaines d'années. Au cours de leur longue vie d'oubli, les objets archéologiques métalliques n'ont pas eu la chance de bénéficier d'une telle protection. Pris dans la vase des fonds marins ou piégés au sein des couches archéologiques terrestres, ces objets ont continué leur vie, subissant sans cesse les outrages du temps. La corrosion les a rongés année après année, siècle après siècle, inlassablement, jusqu'au jour où ces témoins de l'histoire de l'humanité ont été ramenés à la lumière. Tirés d'affaire ? On pourrait le croire, en effet... Malheureusement, les sels accumulés dans les produits de corrosion au cours de leur sommeil multiséculaire sortent de leur torpeur pour respirer à pleins poumons l'air frais du dehors. Ils s'en nourrissent pour se répandre en flots acides et destructeurs au sein des objets. Afin d'enrayer ce mécanisme de corrosion active qui peut conduire à la ruine totale et rapide des objets, la polarisation cathodique constitue une technique rapide et efficace pour déganguer les objets et stabiliser leur corrosion. Ainsi, durant l'étape de dégangage, c'est un bullage précis d'H2 qui va faire tomber la gangue de concrétion ; tandis que durant l'étape de stabilisation, c'est la réduction bien dosée de l'O2 dissout qui favorisera l'extraction des ions chlorures. Contrairement à son application industrielle, la polarisation cathodique n'a pas ici pour but de prévenir la corrosion - il est évidemment trop tard - mais de préserver la surface originelle des objets que constitue la couche de produits de corrosion, véritable linceul des informations archéologiques et historiques utiles à la lisibilité, à l'étude et à la compréhension des objets. Les spécialistes de la protection cathodique « industrielle » sont conscients de la difficulté que revêt la protection d'un ouvrage et des conséquences que peut induire une protection inefficace. Pour les objets archéologiques, la difficulté n'est pas moins grande et les conséquences sont tout aussi désastreuses. L'enjeu est également de taille car il concerne la sauvegarde des témoins de notre passé. Mots-clés : polarisation cathodique, conservation-restauration, archéologie.

22 USING CATHODIC POLARIZATION IN CONSERVATIONRESTORATION OF ARCHAEOLOGICAL METALLIC OBJECTS

Jean-Bernard MEMET, Sebastian BERGEROT, Philip VIVIES

A-CORROS, Arles, France, [email protected]

ABSTRACT Cathodic protection is commonly used to protect metallic structures, buried or immersed, since the 1950s. In this industrial application, its role is to limit to an acceptable level the corrosion of structures to ensure sustainability over several decades. During their long life of neglect, metallic archaeological objects have not been fortunate to enjoy such protection. Caught in the mud of the seabed or trapped within the archaeological layers on land, these objects have continued their lives, constantly undergoing the ravages of time. The corrosion has eaten away year after year, century after century, tirelessly, until the day when these witnesses of the history of humanity have been brought to light. Fared? One might think, in fact... Unfortunately, the salts accumulated in the corrosion products during their centuriesold sleep out of their torpor to breathe deeply the fresh air from outside. They feed on it to spread in acidic and destructive flows within objects. To reverse this mechanism of active corrosion which can lead to total and quick ruin of objects, cathodic polarization is a rapid and effective method to clean objects and stabilize corrosion. Thus, during the cleaning stage, this is the specific H2 bubbling that will break down the matrix of concretion, whereas during the stabilization step it is the reduction rate of dissolved O2 that will promote the extraction of chloride ions. Unlike its industrial application, cathodic polarization is not here intended to prevent corrosion - it is obviously too late - but to preserve the original surface of the objects that constitute the layer of corrosion products, the true shroud of archaeological information and Historical useful for readability, study and understanding of objects. The specialists of "industrial" cathodic protection are aware of the difficulty in the protection of a structure and the consequences that may induce ineffective protection. For archaeological objects, the challenge is not less great and the consequences are equally devastating. The stakes are also high because it concerns the protection of witnesses of our past.

21 ÉTUDE DE L'EFFICACITÉ INHIBITRICE DE QUELQUES NOUVEAUX INHIBITEURS, DITS NON POLLUANTS, SUR LA CORROSION DES ALLIAGES D'ALUMINIUM SÉRIE 4000 ET 5000

Noureddine AZZOUZ, Ratiba MEHIBEL Laboratoire Interactions Matériaux Environnement (LIME), Université de Jijel, Algérie, [email protected] RÉSUMÉ La plupart des études du comportement à la corrosion électrochimique réalisées sur l'aluminium ont été menées en milieux chlorurés et les inhibiteurs employés pour lutter contre ce phénomène sont en général des chromates, néfastes pour la santé et l'environnement. Nous nous sommes proposé d'étudier l'effet inhibiteur de corrosion de l'aluminium de deux produits non polluants, qui sont le molybdate et le silicate de sodium. Le milieu de l'étude est de l'eau distillée, milieu spécifique à certains circuits de refroidissement de type fermé tels que ceux des moteurs d'automobile. A cet effet, nous avons utilisé un alliage de la série 4000 et un autre de la série 5000 sur lesquels nous avons réalisé des essais électrochimiques comparatifs avec ces deux types d'inhibiteur (courbes de polarisation et diagrammes d'impédance) suivis des observations MEB. Les paramètres thermodynamiques pris en compte sont ceux des conditions en service : concentration, température et agitation de la solution. En présence de molybdate, il s'avère que l'efficacité inhibitrice est atteinte à de hautes températures et des concentrations faibles voire moyennes pour les deux alliages. En présence de silicate, l'action inhibitrice n'est effective que lorsque la concentration en inhibiteur est importante et la température minimale (25°C) pour les deux alliages. Ces résultats mettent en évidence d'une part, l'effet significatif mais antagoniste des facteurs température et concentration pour atteindre la meilleure activité inhibitrice de chacun des deux inhibiteurs, quelque soit la nature de l'alliage, et d'autre part, cet effet antagoniste se trouve inversé en passant d'un inhibiteur à l'autre. L'agitation améliore l'efficacité des deux inhibiteurs pour l'alliage de la série 5000 (jusqu'à 99,88%) mais n'a pas d'effet sur le silicate pour l'inhibition dans le cas de l'alliage de la série 4000. Ceci met en évidence une influence sélective du facteur hydrodynamique sur l'efficacité des deux inhibiteurs en relation avec la nature du substrat. Ces résultats sont confirmés par les spectres d'impédance réalisés au potentiel de corrosion ainsi que les observations MEB des états de surface des deux alliages. Mots-clés : aluminium, corrosion, inhibiteurs de corrosion.

21 STUDY OF THE INHIBITORY EFFECTIVENESS OF SOME NEW INHIBITORS, KNOWN AS NOT POLLUTANTS, ON THE CORROSION OF 4000 AND 5000 SERIES ALUMINUM ALLOYS Noureddine AZZOUZ, Ratiba MEHIBEL Materials Interaction Laboratory Environment (LIME) University of Jijel, Algeria, [email protected] ABSTRACT Most studies of the electrochemical corrosion behavior carried out on aluminum have been carried out in chloride media and inhibitors used to fight against this phenomenon are typically chromates, harmful to health and the environment. We proposed to study the corrosion inhibition effect on aluminum of two non-polluting products, which are sodium molybdate and silicate. The test environment is distilled water, environment specific to certain closed cooling circuits such as those used in car engines. To this end, we used a series alloy 4000 and another 5000 series on which we performed comparative electrochemical tests with both types of inhibitor (polarization curves and impedance diagrams) followed by MEB observations. The thermodynamic parameters considered are those of the service conditions: concentration, temperature and agitation of the solution. In the presence of molybdate, it appears that the inhibition efficiency is reached at high temperatures and low or medium concentrations for both alloys. In the presence of silicate, the inhibition effect is effective only when the inhibitor concentration is high and the temperature the lowest (25 ° C) for both alloys. These results highlight, on one hand the significant but opposing factors of temperature and concentration to achieve the best inhibition activity of both inhibitors, whatever the nature of the alloy, and on second hand, that this antagonist effect is reversed by moving from one inhibitor to another. The agitation improves the efficiency of both inhibitors for the alloy series 5000 (up 99.88%) but did not affect the silicate for inhibition in the case of alloy Series 4000. This reveals a selective influence of hydrodynamic factors on the effectiveness of both inhibitors in relation to the nature of the substrate. These results are confirmed by the impedance spectra performed at the corrosion potential and MEB observations of surface states of the two alloys.

Keynotes : aluminium, corrosion, corrosion inhibitors

20 ANODES INSOLUBLES Ti/MMO LIDA POUR LA PROTECTION CATHODIQUE À COURANT IMPOSÉ

Leslie HARTMANNa, Yves PELLETa, Simone TREMOLADAb ECS International, Saint-Genis-Pouilly, France, [email protected], [email protected] b De Nora, Milan,Italy, [email protected] RÉSUMÉ L'objectif de cette communication est de présenter la technologie des anodes Lida® Ti/MMO utilisées pour la protection cathodique à courant imposé. Les anodes Lida®, propriété du groupe De Nora, sont apparues sur le marché de la protection cathodique dans les années 70 et ont démontré depuis lors leur intérêt et leur efficacité. Les propriétés intrinsèques de ces anodes telles que la densité de courant, la durée de vie et le potentiel anodique seront des notions abordées dans cette communication afin de présenter la technologie des anodes Ti/MMO. Ces anodes sont constituées d'un substrat de titane revêtu d'une couche électrocatalytique d'oxydes mixtes métalliques (Ir, Ru, Ta). Les performances des anodes Lida® sont en corrélation directe avec la nature et les caractéristiques de ce revêtement. L'impact environnemental des installations encourage désormais les professionnels à se tourner vers l'utilisation d'anodes insolubles, respectueuses de l'environnement. La polyvalence de ces anodes permet de les utiliser non seulement pour la protection cathodique de l'acier dans les sols, l'eau douce ou l'eau de mer, mais aussi des armatures du béton aérien, enterré ou immergé. Tous ces paramètres font de l'anode Lida® une anode de choix pour la protection cathodique à courant imposé.

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Mots-clés : courant imposé, anode, titane, MMO, LIDA, environnement

20 ANODES INSOLUBLES TiMMO LIDA POUR LA PROTECTION CATHODIQUE À COURANT IMPOSÉ

Leslie HARTMANNa, Yves PELLETa, Simone TREMOLADAb ECS International, Saint-Genis-Pouilly, France, [email protected], [email protected] b De Nora, Milan,Italy, [email protected] ABSTRACT The objective of this communication is to present the Lida® TiMMO anode technology and its use in impressed current cathodic protection. The De Nora Group's Lida® anodes have clearly demonstrated their use and efficiency since they first appeared in the market place in the 1970's. This communication will present the TiMMO anode technology, focusing on its intrinsic properties such as: durability, high output and rugged performance. The anodes comprise an insoluble mixed-metal oxide (Ir, Ru, Ta) coating bonded to a titanium substrate. The performance of Lida® anodes is directly linked to the nature and characteristics of this coating. Environmental impact considerations increasingly lead professional to turn to the use of insoluble anodes. The properties of these anodes are such that they are used, not only for the cathodic protection of steel structures underground and in salt or fresh water, but also for steel reinforcement in atmospheric, underground and submerged concrete structures. Together, these properties make Lida® anodes the anode of choice for impressed current cathodic protection. Key words: impressed current, anode, titanium, MMO, LIDA, environment.

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19 NUMERICAL MODELING OF CURRENT LINES OF ON SITE CORROSION RATE METERS USED IN CONCRETE

C. ANDRADE, J. SANCHEZ, J.FULLEA Center for Safety and Durability of Structures and Materials, CISDEM (IETcc) CSICUPM, Madrid, Spain, [email protected] ABSTRACT The corrosion of reinforcement in concrete leads into cracking and spalling of the concrete cover and into the decrease of the load-bearing capacity of the structures. The on-site measurement of the corrosion rate enables to predict the future evolution of the process and serves for quantifying the time to repair. In the Project APPLET two corrosion rate meters and a standard potentiostat have been used for studying their ability to detect the damage and its quantification. The corrosion rate meters have different manners to measure the Polarization Resistance: 1) the standard potentiostat was employed with a simple prismatic counter electrode, 2) the "Gecorr" applies the current with a circular counter electrode surrounded by a guard ring whose current is modulated to be sure that it is confined in the predetermined area, 3) the "Galvapulse" uses also a guard ring but without the modulation of the external current. In the present paper, numerical calculations are presented to show the distribution and quantification of the current lines between the counter electrode and the reinforcement. The results show that when no confinement is used (case of standard potentiostat) the current lines reach a certain distance far away of the border of the counter electrode and then the area polarized is larger than the size of the counter. In the case of Gecorr the modulation of the confinement is efficient and confines the current lines in the area preselected while in the case of Galvapulse, the lines also spray far beyond the border of the central counter electrode and the guard ring is not able to confine the current below the pre-selected area.

19 MODELISATION NUMERIQUE DES LIGNES DE COURANT OBTENUES PAR DES APPAREILS DE MESURE DE LA VITESSE DE CORROSION UTILISES IN SITU DANS DU BETON

C. ANDRADE, J. SANCHEZ, J. FULLEA Centre pour la sécurité et la durabilité des structures et des matériaux, CISDEM (IETcc) CSIC-UPM, Madrid, Espagne, [email protected] RÉSUMÉ La corrosion des armatures dans le béton conduit à la fissuration et l'effritement du béton d'enrobage et à une diminution de la capacité portante des structures. La mesure in situ de la vitesse de corrosion permet de prédire l'évolution future du processus et sert à quantifier le temps de réparation. Dans le projet APPLET deux appareils de mesure de la vitesse de corrosion et un potentiostat standard ont été utilisés pour étudier leur capacité à détecter les dommages et à les quantifier. Les appareils de mesure de la vitesse de corrosion ont différentes manières de mesurer la résistance de polarisation: 1) le potentiostat standard a été utilisé avec une contre-électrode simple prismatique, 2) le « Gecorr » applique le courant avec une contre-électrode circulaire entourée d'un anneau de garde dont le courant est modulé pour être sûr qu'il est confiné dans la zone prédéterminée, 3) le « Galvapulse » utilise également un anneau de garde, mais sans la modulation du courant externe. Dans la présente communication, les calculs numériques sont présentés pour montrer la distribution et la quantification des lignes de courant entre la contre-électrode et les armatures. Les résultats montrent que, lorsqu'aucun confinement n'est utilisé (cas du potentiostat standard) les lignes de courant vont à une certaine distance loin de la frontière de la contre-électrode et la zone polarisée est plus grande que la taille de la contre électrode. Dans le cas de « Gecorr » la modulation du confinement est efficace et limite les lignes de courant dans la région pré-sélectionnée, tandis que dans le cas de « Galvapulse », les lignes de courant s'étendent aussi au-delà des frontières de la contre électrode centrale, et l'anneau de garde n'est pas en mesure de limiter le courant sur la zone pré-sélectionnée.

18 CONTROL OF EFFICIENCY OF CATHODIC PROTECTION BY THE PASSIVATION VERIFICATION TECHNIQUE IN A BRIDGE REPAIRED WITH EMBEDDED DISCRETE ANODES AND ZINC JACKETS

C. ANDRADE*, N. REBOLLEDO*, J.E. PARDO**, J. MILLAN***, J.M. ALVAREZ**** * Center for Safety and Durability of Structures and Materials, CISDEM (IETcc) CSICUPM, Madrid, Spain, [email protected] ** Conservación y Explotación de Carreteras, Xunta de Galicia, Spain *** Galaicontrol, Spain **** Escuela de Ingenieros Tecnicos de Obras Publicas, La Coruña, Spain. ABSTRACT Corrosion of reinforcement and other damages were detected in a bridge, more than 25 years old, linking inland to a small island in the sea. Two kinds of the cathodic protection systems were recommended: for the deck where only small zones are affected, discrete anodes of zinc embedded in the patch repairs, and for the piles also zinc anodes that are placed in holes made intruding the concrete in the zones above sea level and zinc jackets surrounding the submerged zones of the piles. For the control of the efficiency of the cathodic protection, CP, systems it has been decided the use of the measurement of the instantaneous potential-off value and after several hours of depolarization as well as the "Passivation Verification Technique", PVT, which can measure the efficiency of the anodes without switching off the current. In the present paper, results are reported on the corrosion rates of the reinforcement before the application of the CP and the results of the PVT just after energizing the system and after several months of working.

18 CONTROLE DE L'EFFICACITE DE LA PROTECTION CATHODIQUE PAR LA TECHNIQUE DE VERIFICATION DE LA PASSIVITE DANS UN PONT REPARE PAR DES ANODES PONCTUELLES ET DES SURFACES DE ZINC ENROBEES C. ANDRADE*, N. REBOLLEDO*, J.E. PARDO**, J. MILLAN***, J.M. ALVAREZ**** * Centre pour la sécurité et la durabilité des structures et des matériaux, CISDEM (IETcc) CSIC-UPM, Madrid, Espagne, [email protected] ** Conservación y Explotación de Carreteras, Xunta de Galicia, Espagne *** Galaicontrol, Espagne **** Escuela de Ingenieros Tecnicos de Obras Pûblicas, La Corogne, Espagne. RÉSUMÉ La corrosion des armatures et d'autres dommages ont été détectés dans un pont, âgé de plus de 25 ans, reliant le continent à une petite île en mer. Deux types de systèmes de protection cathodique ont été recommandés: pour le tablier du pont, où seules de petites zones sont touchées, des anodes de zinc ponctuelles intégrées dans le patch de réparation, et pour les piles aussi des anodes en zinc qui sont placées dans des trous forés dans le béton dans les zones au-dessus du niveau de la mer, ainsi que des manchons en zinc entourant les zones immergées des piles. Pour le contrôle de l'efficacité de la protection cathodique, il a été décidé d'utiliser la mesure de la valeur instantanée du potentiel « off » et aussi après plusieurs heures de dépolarisation, ainsi que la « Technique de Vérification de la Passivation », PVT, qui peut mesurer l'efficacité des anodes sans couper le courant. Dans le présent document, les résultats sont présentés sur le taux de corrosion de l'armature avant l'application de la PC et les résultats de la technique PVT juste après mise sous tension du système ainsi qu'après plusieurs mois en service.

17 LE CHAMP D'ANODE EN MILIEU URBAIN : EMPIÈTEMENT ET SERVITUDE MINIMUM, UNE SOLUTION POUR LES SITUATIONS DIFFICILES

Denis MONDIERE, Olivier VANACKERE Contrôle et Maintenance, Sens, France, [email protected], [email protected] RÉSUMÉ Créer une protection cathodique avec un encombrement minimum devient une nécessité, l'installation de nouveaux postes de soutirage en milieu urbain devient très compliquée. La technique proposée permet de s'affranchir de tous les problèmes engendrés du fait du manque de surface disponible pour l'implantation de déversoirs horizontaux et de la proximité des autres structures ainsi que du foisonnement des réseaux acier tiers des zones très urbanisées. Dans un souci d'efficacité, les règles d'éloignement des anodes à courant imposé de toute structure métallique sont de 50 m pour les courants imposés inférieurs à 10 A et 100 m pour les courants imposés supérieurs à 10 A. Les déversoirs horizontaux ou verticaux tels qu'ils sont utilisés aujourd'hui respectent ces règles d'installation énoncées, en éloignant la tête de puits verticale ou le champ d'anodes horizontales de 50 m ou 100 m de tous réseaux acier. Les avantages de cette solution sont : · Respect des règles de la profession, · Limitation de l'impact environnemental, · Limitation de l'impact visuel et donc de la pollution quotidienne, · Limitation des servitudes, · Durabilité du système, · Recyclage de la solution, La technique proposée permet d'installer un poste de soutirage sur tous les réseaux urbains ou à espace restreint et ceci en respectant les règles de mise en oeuvre.

17 THE ANODE FIELD IN URBAN ENVIRONMENT: MINIMUM ENCROACHMENT AND EASEMENT, A SOLUTION FOR DIFFICULT SITUATIONS

MONDIERE Denis, Olivier VANACKERE Control and Maintenance, Sens, France [email protected], [email protected] ABSTRACT Create a cathodic protection with a minimum congestion becomes a necessity, the installation of new cathodic protection stations in urban areas being very complicated. The proposed technique overcomes all the problems caused by the lack of available space for the location of horizontal groundbeds and by the proximity of the other structures and the proliferation of steel networks of third parts in highly urbanized areas. For the sake of efficiency, the rules for the remoteness of impressed current anodes from any metallic structure are 50 m for impressed currents less than 10 A and 100 m for impressed currents exceeding 10 A. Horizontal or vertical groundbeds which are used today respect the former installation requirements, by the separation of the wellhead vertical or horizontal anodes groundbeds 50 m or 100 m from all steel networks. The advantages of this solution are: · Respect the rules of the profession, · Limitation of the environmental impact, · Limitation of the visual impact and therefore daily pollution · Limitation of easements, · Sustainability of the system, · Recycling of the solution. The proposed technique allows installing a groundbed on all networks located in urban or space-constrained areas and this within the rules of implementation.

16 ESTIMATION DES CONTRAINTES INTERNES GÉNÉRÉES LORS DU PROCÉDÉ DE MISE EN OEUVRE DE REVÊTEMENTS PROTECTEURS DE PIPELINES

Elise LEGGHE, Yoann JOLIFF, Lénaïk BELEC, Emmanuel ARAGON

MAPIEM - ISITV, 83162 La Valette du Var, France [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] RÉSUMÉ

La présence de contraintes internes dans les revêtements organiques est un phénomène courant qui peut provoquer la perte d'adhésion de l'assemblage. Dans le cas de revêtements externes utilisés pour protéger les pipelines contre la corrosion à long terme, ce paramètre doit être pris en compte pour quantifier la durée de vie de ces systèmes. Deux types de revêtements sont fréquemment appliqués : un monocouche et un tricouche, chacun ayant des inconvénients et des avantages. L'application de ces revêtements de pipelines est réalisée en semi-continu où le cylindre d'acier est chauffé au dessus de 200°C. Le revêtement protecteur est réalisé par pulvérisation (époxy) ou extrusion (polyéthylène). Le système est ensuite rapidement refroidi par une trempe sous douche d'eau afin de rigidifier les matériaux. Un retrait de plusieurs centimètres est observé sur les revêtements à l'issu du procédé de mise en oeuvre. Il s'explique par les différentielles de dilation mises en jeu dans ces systèmes. En effet, la contraction du cylindre d'acier sur la gamme de température 200°C-20°C est bien plus faible ( = 16.10-6 K-1) que celles de l'époxy ( = 45.10-6 K-1) et du polyéthylène ( = 100.10-6 K-1). Ce phénomène est accentué par la cristallisation du polyéthylène lors du refroidissement. Au stockage, un décollement spontané a également été observé aux extrémités des pipelines tricouches à l'interface adhésif / époxy. Dès lors, il apparait que les contraintes internes développées lors de la mise en oeuvre sont proches (supérieur dans le cas de l'endommagement) de la résistance mécanique de l'interface. Ce travail s'intéresse au calcul des contraintes internes générées lors du procédé de mise en oeuvre. Des modèles numériques ont été réalisés sous Abaqus (code E.F. commercial) avec comme objectif final de disposer d'un modèle fiable (quantitativement) et nécessitant un nombre minimal de paramètres d'entrée (loi de comportement simple). La confrontation directe des résultats issus des calculs numériques et de ceux observés expérimentalement sur site (retrait, temps de refroidissement ...) ont permis de valider les modèles numériques pour les champs de déplacement et de température mis en jeux par le procédé. En revanche, les valeurs des contraintes internes calculées ont montré la nécessité d'utiliser dans le modèle des lois de comportement « dissipatives » (plasticité ou viscoélasticité) afin de limiter la surestimation des niveaux de contraintes. Mots-clés : Revêtement; contrainte interne; thermo-mécanique; méthode aux Eléments Finis.

16 ESTIMATION OF INTERNAL STRESSES GENERATED DURING THE APPLICATION PROCESS OF PIPELINE PROTECTIVE COATINGS

Elise LEGGHE, Yoann JOLIFF, Lénaïk BELEC, Emmanuel ARAGON MAPIEM - ISITV, 83162 La Valette du Var, France [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] ABSTRACT

The presence of internal stresses in organic coatings is a common phenomenon that can cause loss of adhesion of the coating system. In the case of external coatings used to protect pipelines against corrosion during a long term, this parameter must be taken into account to quantify the lifetime of these systems. Two types of coatings are frequently applied: a monolayer and a trilayer, each with advantages and disadvantages. The application of these pipeline coatings is carried out in a semi-continuous way when the steel cylinder is heated above 200°C. The protective coating is achieved by spraying (epoxy) or extrusion (polyethylene). The system is then rapidly cooled down by quenching through water shower to stiffen the material. A withdrawal of several inches is observed on the coatings derived from the application process. It is due to differential dilatation encountered with these systems. Indeed, the contraction of the steel cylinder on the temperature range 200°C-20 C is much lower ( = 16.10-6 K-1) than those of the epoxy (K = 45.10-6 1) and polyethylene ( = 100.10-6 K-1). This is accentuated by the crystallization of polyethylene on cooling. During storage, spontaneous disbonding was also observed at the ends of pipeline trilayers at the interface adhesive / epoxy. Therefore, it appears that the internal stresses developed during the coating application are nearby (higher in the case of damage) the strength of the interface. This work considers the calculation of internal stresses generated during the application process. Numerical models were performed using Abaqus (EF Commercial Code) with the ultimate goal of having a reliable model (quantitatively) and requiring a minimum number of input parameters (simple behavior law). Direct confrontation of results from numerical calculations and those observed experimentally on site (withdrawal, cooling time ...) were used to validate numerical models for the displacement and temperature fields set by the process. In contrast, the values of internal stresses calculated showed the need to use in the model laws of "dissipative" behavior (plasticity or viscoelasticity) to limit the overestimation of stress levels. Key words: Coating; internal stress, thermo-mechanical, finite elements method.

15 APPLICATION OF THERMAL SPRAYED ZINC ANODE FOR CP OF A MULTI-STOREY-CAR PARK

Thorsten EICHLER1, Bernd ISECKE1, Hans-H. KLEIN2

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BAM, Berlin, Germany, [email protected], [email protected] Engelbach+Partner Ingenieurgesellschaft, Germany, [email protected] SUMMARY

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Cathodic protection (CP) of steel in concrete is a well approved technique for corrosion control and rehabilitation measures, when reinforced concrete structures are affected by carbonation, chlorides or both. In recent years, CP in Germany becomes more and more acknowledged for rehabilitation of multi-storey-car-parks. Most of the currently installed CP systems are so called impressed current cathodic protection (ICCP) systems with integrated remote control and monitoring systems, which meet the requirements of the EN 12696. Up to now, the use of galvanic anodes in this field of application is limited to a few test applications. In summer 2008 a research project was started in order to gain more reliable data on the performance and applicability of thermal sprayed zinc anode with asphalt top layer in multi-storey-car-parks. For this purpose two test areas with a total of seven monitoring fields and two different monitoring and control systems, both meeting the requirements of the EN 12696, were installed. The data recorded were besides galvanic currents in the monitoring fields, the development of polarisation, instant-off open circuit potentials as well as concrete impedances. The results obtained within the first months of recording time give some evidence of a comparatively good performance of the zinc anode. Although galvanic currents are hardly greater than 2 mA/m² the depolarisation of the reinforcement is all about more than 80 mV.

15 APPLICATION D'UNE ANODE EN ZINC PAR PROJECTION THERMIQUE POUR LA PROTECTION CATHODIQUE D'UN PARKING DE PLUSIEURS ÉTAGES

Thorsten EICHLER1, Bernd ISECKE1, Hans-H. KLEIN2

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BAM, Berlin, Allemagne, thorsten.eichler @ bam.de, bernd.isecke @ bam.de 2 Engelbach + Partner Ingenieurgesellschaft, Allemagne, [email protected] RÉSUMÉ

La protection cathodique (PC) de l'acier dans le béton est une technique bien acceptée pour la prévention de la corrosion et les moyens de réhabilitation, lorsque des ouvrages en béton armé sont touchés par la carbonatation, la pénétration de chlorures ou les deux. Ces dernières années, la PC est devenue de plus en plus reconnue en Allemagne pour la réhabilitation des parkings de voitures de plusieurs étages. La plupart des systèmes de PC actuellement installés sont des systèmes dits à courant imposé (PCCI) avec systèmes de télécommande et surveillance intégrés, qui répondent aux exigences de la norme EN 12696. Jusqu'à présent, l'utilisation d'anodes galvaniques dans ce domaine d'application est limité à un petit nombre d'applications d`essai. À l'été 2008 un projet de recherche a été lancé afin d'obtenir des données plus fiables sur les performances et l'applicabilité de l'anode de zinc pulvérisée thermiquement recouverte d`une couche bitumineuse sur des parkings de voitures de plusieurs étages. Pour ce faire, deux zones d'essai avec un total de sept domaines de surveillance et deux systèmes différents de surveillance et de contrôle, répondant tous les deux aux exigences de la norme EN 12696, ont été installés. Les données enregistrées ont été, en plus des courants débités par les anodes galvaniques dans les domaines de surveillance, le développement de la polarisation, le potentiel instantané en circuit ouvert à la coupure, ainsi que les impédances du béton. Les résultats obtenus dans les premiers mois du temps d'enregistrement donnent quelques éléments démontrant une performance relativement bonne de l'anode de zinc. Bien que les courants galvaniques soient à peine supérieurs à 2 mA/m², la dépolarisation de l'armature est supérieure à 80 mV.

14 CERTIFICATION OF CP PERSONNEL: THE GERMAN EXPERIENCE WITH EN 15257

Bernd ISECKE1 , Hans Gerhard KOEPF2

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BAM, Berlin, Germany, [email protected] Fachverband Kathodischer Korrosionsschutz, Esslingen, Germany, [email protected] ABSTRACT

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EN 15257 has been launched in 2006. In the meantime numerous certification of cathodic protection personnel on all levels of EN 15257 have taken place in Germany, meaning the system of qualifacion of personnel has been accepted by companies and clients. The paper to be presented at the conference summarizes the German experience and gives an outlook how the new qualification scheme can merge in the future with already existing qualification schemes for CP companies according to GW 11.

___________________________________________________________________________ 14 LA CERTIFICATION DU PERSONNEL DE PROTECTION CATHODIQUE : L'EXPÉRIENCE ALLEMANDE AVEC LA NORME EN 15257 Bernd ISECKE1, Hans Gerhard KOEPF2

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BAM, Berlin, Allemagne, bernd.isecke @ bam.de Fachverband Kathodischer Korrosionsschutz, Esslingen, Allemagne, [email protected] RÉSUMÉ

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La norme EN 15257 a été éditée en 2006. Depuis, la certification du personnel en protection cathodique à tous les niveaux définis par la norme EN 15257 a été implémentée en Allemagne, ce qui signifie que le système de qualification du personnel a été accepté par les entreprises et les clients. La communication qui sera présentée à la conférence résume l'expérience allemande et donne un aperçu sur le moyen par lequel le nouveau système de qualification peut fusionner à l'avenir avec les systèmes de qualification pour les entreprises de protection cathodique appliquant le document GW 11.

13 LA CERTIFICATION DE LA COMPÉTENCE EN PROTECTION CATHODIQUE : ÉVOLUTIONS DE L'ORIGINE À NOS JOURS. PROJETS À COURT TERME ET PERSPECTIVES

Daniel COPIN Centre Français de l'Anticorrosion (CEFRACOR), Paris, Vice Président du Conseil Français de la Protection Cathodique (CFPC), Paris [email protected] RÉSUMÉ Dès 1998, la France a mis en place un système de certification de la compétence des personnes dans le domaine de la Protection cathodique. D'abord appliquée à la protection cathodique des ouvrages métalliques enterrés, nous avons construit de 2007 à 2010 un Centre de formation et un Centre d'examen dédié aux structures exposées à la mer. Cet ensemble est devenu aujourd'hui international. Les stages de formation et les épreuves de certification peuvent s'y dérouler en langue anglaise. Des accords de coopération avec des organismes européens de certification sont actuellement en cours d'étude ou de réalisation. Les certificats de compétence délivrés par le CEFRACOR portent tous le label « AFNOR Compétence/ Protection cathodique » ou son équivalent « CEFRACOR Compétence/Protection cathodique ». Après avoir fait un rapide tour d'horizon des certifications dans les principaux pays de notre continent, l'auteur propose d'établir un système permettant une reconnaissance mutuelle des différentes certifications européennes, avec l'aide de la Fédération Européenne de Corrosion (EFC) et du CEOCOR. Le but final pourrait être l'attribution d'une marque de qualité du type "European Cathodic Protection Certification" avec un logo commun. Cette marque, prolongeant l'accréditation des systèmes opérés dans chacun des pays européens (délivrée en France par le COFRAC), mettrait ainsi l'Europe à un haut niveau mondial dans le domaine de la certification de la compétence des personnes en protection cathodique. Les organismes nationaux d'accréditation attesteront que les différents systèmes de certification fonctionnent bien selon les clauses définies dans les normes EN ISO/CEI 17024 et EN 15257.

13 CERTIFICATION OF COMPETENCE IN CATHODIC PROTECTION: FROM THE ORIGINS UP TO NOWADAYS. SHORT TERM PROJECTS AND FUTURE VIEWS Daniel COPIN French Corrosion Society (CEFRACOR), Paris Vice President of the French Council for Cathodic Protection (CFPC), Paris d.copin2 @ wanadoo.fr ABSTRACT In 1998, France implemented a system of certification of competence of personnel in the field of cathodic protection. Initially applied to the cathodic protection of buried metallic structures, we built from 2007 to 2010 a Training Centre and Examination Centre dedicated to structures exposed to the sea. This organization has now become international. Training courses and certification tests may be conducted in English. Cooperation agreements with European certification bodies are currently under study or implementation. Certificates of competency issued by the CEFRACOR are all under the label "AFNOR Competence / Cathodic Protection" or its equivalent "CEFRACOR Competence / Cathodic Protection". After a quick overview of certification schemes in the main countries of our continent, the author proposes to establish a system of mutual recognition of the different European certifications, with the assistance of the European Federation of Corrosion (EFC) and the CEOCOR. The ultimate goal would be the attribution of a quality mark such as "European Cathodic Protection Certification" with a common logo. This mark, in the continuation of the accreditation of the systems operated in each of the European countries ( delivered in France by COFRAC), would put Europe at a high level in the field of certification of competence of persons in cathodic protection in the world. The national accreditation bodies will demonstrate that the different certification systems work well under the terms defined by EN ISO/CEI 17024 and EN 15257 standards.

12 POLYPYRROLE/POLYANILINE BILAYERS IN REDUCED STATE TO PROTECT CARBON STEEL AGAINST CORROSION IN CHLORIDES MEDIA

J. GARCÍA-VALLE, J. MOLINA, J. BONASTRE, F. CASES Departamento de Ingeniería Textil y Papelera, EPS de Alcoy, Universidad Politécnica de Valencia, Alcoy, Spain, [email protected] ABSTRACT Type-p doped conducting polymers, as polypyrrole, are firm candidates to protect carbon steel (CS) providing anodic protection by stabilising the passive layer of Fe oxides initially grown. Doping the polymeric matrix with polioxometalates, concretely phosphotungstate PW12O403-, is a very interesting hypothesis due to their oxidising effect, improving the anodic protection by the hybrid (organic-inorganic) material electrosynthesised on carbon steel substrate. On CS electrodes the competition between passivation-dissolution of the electrode and the monomer oxidation exists. So, it was necessary to find the electrochemical conditions under which the metal surface passivates without impeding electropolymerisation. Passivation pre-treatment by cycling in acetonitrile/perchlorate medium was used. Afterwards, compact hybrid polypyrrole/PW12O403- (PPy/POM) films were electrochemically synthesised on carbon steel electrodes in freshly prepared acetonitrile solutions [1-3] and after this, a second polyaniline layer was deposited on PPy/POM covered CS electrode. The resistance of the coated electrodes against corrosion was studied in 0.1M sodium chloride + 0.05M sodium hydroxide solutions. The standard method ISO 6685-1982 (determination of iron content by phenanthroline spectrophotometric method) was applied to assess the Fe ion concentration in the solutions. Polypyrrole/polyaniline bilayers in oxidised state diminished an 80% the CS corrosion due to minor chloride diffusion towards the metallic substrate. Polypyrrole/ polyaniline bilayers in reduced state increased the protection against corrosion of CS in chloride media in comparison with bilayers in oxidised state. Keywords: Polypyrrole, Polyaniline, Carbon Steel, Polyoxometalate, Corrosion. References: [1] J. Bonastre, P. Garcés, F. Huerta, C. Quijada, L.G. Andión, F. Cases, Corros. Sci. 48 (2006) 1122-1136. [2] J. Bonastre, R. Lapuente, P. Garcés, F. Cases, Synth. Metals 159 (2009) 17231730. [3] J. Bonastre, P. Garcés, J.C. Galván, F. Cases, Prog. Org. Coat. 66 (2009) 235241.

12 BICOUCHES POLYPYRROLE / POLYANILINE À L'ÉTAT RÉDUIT POUR PROTÉGER L'ACIER AU CARBONE CONTRE LA CORROSION DANS LES MILIEUX CHLORURÉS J. GARCÍA-VALLE, J. MOLINA, J. BONASTRE, F. CASES Departamento de Ingeniería y Papelera Textil, EPS de Alcoy, Universidad Politécnica de Valencia, Alcoy, Espagne, [email protected] RÉSUMÉ LLes polymères conducteurs dopés de Type p, comme le polypyrrole, sont de bons candidats pour protéger l'acier de carbone (CS) en assurant une protection anodique par la stabilisation de la couche passive d'oxydes de fer pré-formés. Le dopage de la matrice polymérique avec des polioxometalates, concrètement le phosphotungstate PW12O403-, est une hypothèse très intéressante en raison de son effet oxydant, améliorant la protection anodique par le matériau hybride (organique-inorganique) electrosynthétisé sur un substrat en acier au carbone. Sur des électrodes en CS la concurrence entre passivation-dissolution de l'électrode et l'oxydation du monomère existe. Donc, il était nécessaire de trouver les conditions électrochimiques dans lesquelles la surface du métal se passive, sans entraver l'électro-polymérisation. Le pré-traitement de passivation par cyclage en milieu acétonitrile / perchlorate a été utilisé. Ensuite, des films hybrides compacts de polypyrrole/PW12O403- (PPy / POM) ont été synthétisés par voie électrochimique sur des électrodes en acier au carbone dans des solutions fraîchement préparées d'acétonitrile [1-3] et après cela, une seconde couche de polyaniline a été déposée sur électrode CS couverte de PPy / POM. La résistance des électrodes enrobées contre la corrosion a été étudiée dans une solution 0,1 M de chlorure de sodium + une solution 0,05 M d'hydroxyde de sodium. La méthode standard ISO 6685-1982 (détermination de la teneur en fer par la méthode spectrophotométrique phénanthroline) a été appliquée pour évaluer la concentration en ions Fe dans les solutions. Les bicouches Polypyrrole / polyaniline à l'état oxydé diminuent de 80% la corrosion du CS due à une faible diffusion des chlorures vers le substrat métallique. Les bicouches Polypyrrole / polyaniline à l'état réduit a augmenté la protection contre la corrosion du CS dans les milieux chlorés en comparaison avec les bicouches à l'état oxydé. Mots-clés: polypyrrole, polyaniline, acier au carbone, polyoxométalate, corrosion. Références: [1] J. Bonastre, P. Garcés, F. Huerta, Quijada C., LG Andión, F. cas, Corros. Sci. 48 (2006) 1122-1136. [2] J. Bonastre, R. Lapuente, P. Garcés, F. cas, Synth. Métaux 159 (2009) 17231730.

[3] J. Bonastre, P. Garcés, J.C. Galván, F. Cases, Prog. Org. Coat. 66 (2009) 235-241.

11 GALVANIC ANODES FOR CATHODIC PROTECTION OF STEEL REINFORCED CONCRETE

George SERGIa, David SIMPSONb, Gilles PINGANAUDc

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Vector Corrosion Technologies, Walsall ,UK, [email protected] Vector Corrosion Technologies, Halesowen, UK, [email protected] c ParexLanko, Issy Les Moulineaux, France, [email protected] ABSTRACT

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Galvanic anodes have been used in patch repairs and as part of global corrosion control of steel reinforcement in concrete for over ten years. Field results have shown good performance in extending the service life of the structure or structural components which have allowed the further development of galvanic anodes. New improved galvanic anodes are now being assessed in their ability to stop existing corrosion by applying a minimum charge to the steel reinforcement. This paper looks at the principles involved in controlling or arresting steel reinforcement corrosion and presents results, both from field and laboratory studies, which support the principles. Keywords: Galvanic anodes, corrosion control, cathodic protection

11 ANODES GALVANIQUES POUR LA PROTECTION CATHODIQUE DU BETON ARME

George SERGIa, David SIMPSONb, Gilles PINGANAUDc Vector corrosion Technologies, Walsall, Royaume-Uni, [email protected] b Vector corrosion Technologies, Halesowen, Royaume-Uni, [email protected] c ParexLanko, Issy Les Moulineaux, France, [email protected] RESUME Les anodes galvaniques ont été utilisées dans les réparations localisées et dans le cadre du contrôle de la corrosion globale des armatures dans le béton depuis plus de dix ans. Les résultats de terrain ont montré de bonnes performances dans l'augmentation de la durée de vie de structure ou d'éléments structurels, qui ont permis la poursuite du développement des anodes galvaniques. De nouvelles améliorations des anodes galvaniques sont actuellement évaluées dans leur capacité à arrêter la corrosion existante en appliquant une charge minimum à l'armature d'acier. Cet article examine les principes impliqués dans le contrôle ou l'arrêt de la corrosion d'armature en acier, et présente les résultats, à la fois sur des études de terrain et de laboratoire, confirmant les principes évoqués. Mots-clés : anodes galvaniques, contrôle de la corrosion, protection cathodique

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10 MAITRISE ET NEUTRALISATION DES COURANTS VAGABONDS

Gérard HUSS a, Jean-Marc VERNETb, Patrick LAMBERTc

TRAPIL (G.HUSS, 7 rue de Fontelle-27120 Ménilles, [email protected]) b a2s2 (J.M.VERNET, 839 chemin Pey de Gallin BP100-83172 Brignoles Cedex, [email protected]) c TRAPIL (P.LAMBERT, 5-7 rue des Frères MORANE-75738 Paris Cedex 15, [email protected]) RÉSUMÉ En 2006, TRAPIL a décidé de relancer un projet abandonné quelques années auparavant, le remplacement des lampes de drainage par un module électronique. Le principe pour le réglage des postes de drainage a été énoncé fin 2006. Le prototype du pont électronique programmable HBC a été réalisé en 2007 et a permis d'éliminer définitivement les lampes sur les postes de drainage TRAPIL. Les résultats sont les suivants : - réduction très significative des courants drainés d'où diminution de la pollution électrique des sols ; - détection de l'influence de drainages classiques à proximité ; - dans les campagnes de mesure, les potentiels de la canalisation sont stabilisés, plus particulièrement au niveau des joints isolants. Les enregistrements deviennent une simple vérification de routine. Ces appareils, après plus de trois ans de fonctionnement, se révèlent fiables et efficaces. Le drainage TRAPIL/a2s2 a été présenté à EUROCORR 2008. Dans la présente communication, nous développons le principe et les applications de cet appareil. Il s'agit d'une configuration particulière du pont de Wheatstone, ce qui fait que ce système de neutralisation des courants vagabonds relève d'une démarche scientifique et non plus seulement d'une technique empirique. Mots-clés : courants vagabonds, influences, drainage, neutralisation Références bibliographiques : « Stray Currents from Electric Railways » Carl MICHALKE, 1904. « Guide for Measurement of Interference Caused by Cathodic Protection and Railway Drainage Systems » New South Wales Electrolysis Committee (Australie), Edition de 1990, révisée en 1998.

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10 CONTROL AND MITIGATION OF STRAY CURRENT

Gérard HUSS a, Jean-Marc VERNETb, Patrick LAMBERTc

TRAPIL (G.HUSS, 7 rue de Fontelle-27120 Ménilles, [email protected]) b a2s2 (J.M.VERNET, 839 chemin Pey de Gallin BP100-83172 Brignoles Cedex, [email protected]) c TRAPIL (P.LAMBERT, 5-7 rue des Frères MORANE-75738 Paris Cedex 15, [email protected]) SUMMARY In 2006, TRAPIL decided to restart a project which has been dropped a few years ago. It concerns the replacement of the drainage lamps by an electronic module. The principle for regulation of the drainage system was expressed at the end of 2006. The prototype of the programmable electronic bridge controller HBC was realized in 2007 and allowed to eliminate definitively the lamps on the TRAPIL drainage stations. The results are the following ones: - very significant reduction of the drained currents and decrease of the ground electric pollution of soils; - detection of the influence of conventional drainage stations in the vicinity; - in the surveys, the pipe potentials are stabilized, more particularly at the level of the insulating joints. The recordings become a simple routine check. These devices, after a functioning for more than three year, show a good reliability and efficiency. The drainage TRAPIL / a2s2 has been presented to EUROCORR`2008. In the present communication, we develop the principle and applications of this device. It is a particular configuration of the Wheatstone bridge, which makes that this system of mitigation of stray currents constitutes a scientific approach and not just an empirical technique. Keywords: stray currents, influences, drainage, mitigation Bibliographical references: « Stray Currents from Electric Railways » Carl MICHALKE, 1904. « Guide for Measurement of Interference Caused by Cathodic Protection and Railway Drainage Systems » New South Wales Electrolysis Committee (Australia) Published october 1990, revised october 1998.

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09 COMPORTEMENT ÉLECTROCHIMIQUE DES STRUCTURES MÉTALLIQUES PORTUAIRES EN SITE MARNANT MARITIME ET ESTUARIEN : MONITORING DE CRITÈRES DE PROTECTION CATHODIQUE

Loïc PAUGAMa, Dominique FESTYb, Samuel PINEAUa, Nicolas MENARDc, Philippe CARPENTIERd, Brahim BENAÏSSAe

ACCOAST (7 P.A. Doaren Molac, Espace Atlantis, 56610 Arradon, [email protected], [email protected]) b Institut de la Corrosion (Technopôle de Brest Iroise, 220 rue Pierre Rivoalon 29200 Brest, [email protected]) c Grand Port Maritime de Nantes-Saint-Nazaire (18 quai Ernest Renaud, BP 18609, 44186 Nantes cedex 4, [email protected]) d Grand Port Maritime de Dunkerque (Terre-Plein guillain B.P. 6534, 59386 Dunkerque Cedex 01, [email protected]) e CETMEF (2, Boulevard Gambetta, BP 60039, 60321 - Compiegne Cedex, [email protected]) RÉSUMÉ La protection cathodique est une technique largement répandue pour assurer la durabilité des ouvrages métalliques portuaires. Le dimensionnement de ce système de protection est calculé, le plus souvent, en l'absence de toute expérimentation documentée, de manière empirique alors que les facteurs environnementaux sont parfois très variables dans le temps et l'espace. Ceci est particulièrement le cas pour les sites exposés aux effets de marées, que ce soit en milieu maritime ou estuarien. Une étude, conduite simultanément sur plusieurs sites portuaires, a permis d'obtenir des données à la fois électrochimiques et environnementales en fonction du niveau d'eau, et de définir une simulation du comportement de polarisation des matériaux métalliques selon la zone d'exposition. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives en termes d'identification des facteurs d'influence permettant d'évaluer la demande réelle en courant et donc d'optimiser le dimensionnement de la protection cathodique en site portuaire. Mots-clés : protection cathodique maritime, ports, environnementales, données électrochimiques, simulation estuaires, données

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09 ELECTROCHEMICAL BEHAVIOUR OF HARBOUR METALLIC STRUCTURES IN TIDAL MARINE AND ESTUARINE SITE: MONITORING OF CATHODIC PROTECTION CRITERIA

Loïc PAUGAMa, Dominique FESTYb Samuel PINEAUa Nicolas MENARDc, Philippe CARPENTIERd, Brahim BENAÏSSAe ACCOAST (7 P. A. Doaren Molac, Space Atlantis 56610 Arradon, [email protected], [email protected] accoast.fr) b Institut of Corrosion (Technopole Brest Iroise, 220 rue Pierre Rivoalon 29200 Brest, [email protected]) c Grand Port Authority of Nantes Saint-Nazaire (18 Quai Ernest Renaud, BP 18609, 44186 Nantes cedex 4, [email protected]) d Grand Port Authority of Dunkirk (Earth-Plein Guillain BP 6534, 59386 Dunkerque Cedex 01, [email protected]) e CETMEF (2, Boulevard Gambetta, BP 60039, 60321 - Compiegne Cedex, [email protected]) ABSTRACT Cathodic protection is a widely used method for ensuring the durability of metallic harbor structures. The design of this protection system is usually calculated empirically, in the absence of any documented experimentation, although environmental factors are sometimes very variable in time and space. This is especially true for sites submitted to tidal effects, either marine or estuarine. A study conducted on multiple harbor sites succeeded establishing both electrochemical and environmental data versus water level, and defining a simulation of the polarization behavior of metallic materials according to the zones of exposure. The results open perspectives in terms of identifying influent factors to assess the real current demand and thus to optimize the design of cathodic protection in harbor sites. Keywords: marine cathodic protection, estuaries, environmental data, electrochemical data, simulation

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08 ÉVALUATION DES PERFORMANCES ANTICORROSIVES PAR DES MÉTHODES ÉLECTROCHIMIQUE D'UN PRIMAIRE À BASE DE POLYMÈRE CONDUCTEUR (POLYPYRROLE)

Ahmed BENALI a, F.Z. SEBBAb

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Laboratoire de Chimie Physique Université d'Oran, 31000 Oran, Algérie, [email protected] b Laboratoire de Chimie Physique Université d'Oran, 31000 Oran, Algérie, [email protected] RÉSUMÉ

Ce travail a pour objectif de proposer un primaire à base de polymère conducteur (polypyrrole) et d'évaluer ses performances anti-corrosives lors de la protection de l'acier au carbone dans un milieu salin agressif (NaCl 3,5%). Deux primaires font l'objet d'investigation dans cette étude, primaire conventionnel à base de phosphate de zinc, fabriqué par l'Entreprise Nationale Algérienne des Peintures (ENAP) et qui sert de référence, et primaire à base de polypyrrole développé dans cette étude. L'étude du comportement à la corrosion et l'évolution du pouvoir protecteur de ces primaires ont été réalisés par un test d'immersion [1], et par des techniques électrochimiques stationnaires [2] (courbes de polarisation) et non stationnaires (spectroscopie d'impédance électrochimique, test de délamination cathodique) [3]. Ces méthodes permettent de mettre en évidence d'une part l'influence de la nature des charges anti-corrosives utilisées dans les formulations des primaires sur la performance de protection de l'acier au carbone contre la corrosion en milieu salin (NaCl 3,5%), et d'autre part la solubilité de la charge anti-corrosive dans le système de solvant choisi (diméthylformamide, xylène). Mots clés : Corrosion, primaire, polypyrrole, immersion, spectroscopie d'impédance électrochimique. Références: [1]- ASTM G 31-72, Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metal (1999). [2]- AMAL AL-BORNO. Coatings for damp pipe surfaces. Corrosion 2003, N° 03011, NACE (Houston, Texas), p. 1-7. [3]- C. GABRIELLI, Méthodes électrochimiques, mesures d'impédances. Technique d'Ingénieur, traité, analyse et caractérisation, 2002, vol. PE 2210, p.1-21.

08 EVALUATION OF PERFORMANCE CORROSION BY ELECTROCHEMICAL METHODS OF POLYMER BASED PRIMARY DRIVER (polypyrrole).

Ahmed BENALIa, F.Z. SEBBAb

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Laboratory of Physical Chemistry University of Oran, 31000 Oran, Algeria, [email protected] b Laboratory of Physical Chemistry University of Oran, 31000 Oran, Algeria, [email protected] ABSTRACT

This work aims to propose a primer coating based on a conductive polymer (polypyrrole) and to evaluate its performance in anti-corrosive protection of carbon steel in an aggressive saline environment (NaCl 3.5%). Two primers are subject to investigation in this study, a conventional zinc phosphate primer manufactured by the Algerian National Company of Paintings (ENAP) which serves as a reference, and a primer based on polypyrrole developed in this study . The study of corrosion behavior and evolution of the protective power of these primers were conducted by an immersion test [1], and by stationary electrochemical techniques [2] (polarization curves) and non-stationary techniques (spectroscopy Electrochemical impedance, cathodic delamination test) [3]. These methods highlight on one hand the influence of the nature of anti-corrosive fillers used in the formulations of the primers on the protection performance of carbon steel against corrosion in saline environment (NaCl 3.5 %), and, secondly, the solubility of the anticorrosion filler in the solvent system chosen (dimethylformamide, xylene). Keywords: Corrosion, primary, polypyrrole, immersion, electrochemical impedance spectroscopy. References: [1] - ASTM G 31-72, Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metal (1999). [2] - Amal Al-Borno. Pipe coatings for damp surfaces. Corrosion 2003, No. 03011, NACE (Houston, Texas), p. 1-7. [3] - C. GABRIELLI, electrochemical methods, impedance measurement, Technical Engineer, processed, analysis and characterization, 2002, Vol. PE 2210, p.1-21.

07 RETOUR D'EXPERIENCE SUR LA MÉTHODE DE MESURE DE POTENTIELS À COURANT COUPÉ SUR LIAISON CONDUITE COUPON

François CASTILLON

TIGF, 49 avenue Dufau, BP 5222, 64022 Pau RÉSUMÉ TIGF exploite un réseau de 5.000 km de canalisations de transport de gaz naturel comportant des revêtements de tout type selon l'âge de construction. Ce réseau est réparti sur 15 départements du Sud-Ouest de la France, et une partie a plus de 50 ans d'âge (réseaux RAP et GSO). L'acier du réseau est protégé de la corrosion depuis l'origine par l'application de la protection cathodique, avec des appareillages électriques composant les soutirages et des méthodes de contrôle des potentiels qui ont évolué au fil des ans. Les pratiques classiques de comparaison annuelle des potentiels « ON », complétées éventuellement de mesures « OFF » par interruption du débit des soutirages, fournissaient des valeurs suspectées de fournir une image faussement sûre de la bonne application de la protection cathodique en tout point du réseau. Une première phase expérimentale a permis de mettre au point une procédure de mesure « universelle », simple, fiable, économique, permettant l'acquisition de valeurs cohérentes utilisables pour garantir la protection du réseau. C'est en 2003 que l'entreprise a introduit la méthode de mesure de potentiel à courant coupé sur la liaison canalisation coupon (MCCLCC), d'abord sur un échantillon de 700 prises de potentiel, puis généralisée sur la totalité du réseau en 2004. 2400 témoins de mesures (coupons en acier reliés au pipe) ont été positionnés sous forme de puits de mesure sur la totalité des prises de potentiels du réseau TIGF, avec des surfaces de 50 cm² pour les canalisations récentes revêtues de polyéthylène ou polypropylène, et de 100 cm² pour les canalisations comportant des revêtements anciens dont la porosité est la principale caractéristique. Cette technique permet de mesurer simultanément le potentiel ON (potentiel témoin sol, liaison canalisation-coupon établie), le potentiel OFF (potentiel témoin sol, liaison canalisation-coupon ouverte) et le courant qui circule entre le sol et le coupon liaison avec la conduite fermée. Sur chaque point de mesure du réseau de TIGF, un enregistrement de ces trois valeurs est réalisé chaque année sur une durée de 15 minutes ou 24 heures selon la qualification respective de la prise de potentiel, «ordinaire » ou « spéciale ». Cet exposé qui s'appuie sur un historique de 7 ans de mesures, aborde intrinsèquement les différences des valeurs liées à l'environnement géologique, à l'environnement électrique, qu'il soit maîtrisé (courants de protection cathodique) ou pas (courants vagabonds continus ou alternatifs). Ce travail expose les principales interprétations permettant d'expliquer les influences des paramètres cités ci-dessus. Les différentes conclusions reposent sur des expertises de témoins effectuées sur site et en laboratoire. Mots-clés : Témoin, coupon, potentiel, protection cathodique

07 EXPERIENCE FEEDBACK ON THE MEASUREMENT METHOD OF OFF POTENTIAL ON THE CONNECTION BETWEEN PIPELINE AND COUPON François CASTILLON TIGF, 49 avenue Dufau BP 5222, 64022 Pau ABSTRACT TIGF operates a network of 5,000 km of pipelines transporting natural gas, protected by coatings of any type depending of the age of construction. This network spread over 15 "Départements" of southwestern France, some of which are over 50 years of age (RAP and GSO networks). The steel of the pipeline is protected from the origin against corrosion by application of the cathodic protection system. The impressed current systems and the methods to verify potentials have evolved over the years. The conventional practice of annual comparison of "ON" potentials, possibly supplemented by "OFF" measurements by interruption of all sources of applied current sources, have supplied values suspected to provide a too optimistic image of the effectiveness of application of cathodic protection at any point in the network. A first pilot phase has allowed developing a "universal" simple, reliable, economical measurement procedure, able to give consistent values to be used for ensuring the protection of the network. In 2003 the company introduced the potential measurement method with "Off" current between a coupon and the pipe (MCCLCC), first on a sample of 700 potential test points, and generalized it on the whole network in 2004. 2400 check points (steel coupons connected to the pipeline) have been installed on the entire network of TIGF at potential test stations, with areas of 50 cm² for recent pipelines with polyethylene or polypropylene coatings, and 100 cm² for pipes with old coatings for which porosity is the main characteristic. This technique allows to measure simultaneously the "ON" potential (potential with the cathodic current flowing), the "OFF" potential (potential coupon to soil, pipe-coupon connection disconnected) and the current flowing between the soil and the coupon, the pipe being connected. On each test point of the TIGF network, recording of these three values is realized annually during 15 minutes or 24 hours, depending on the respective qualification of the potential test point, "regular» or "special». This presentation based on a 7 years history of measurements, inherently addresses differences of values related to the geological environment, the electrical environment that is controlled (cathodic protection current) or not (continuous or alternative stray currents). This paper exposes the major interpretations explaining the influence of each parameter cited above. The different conclusions are based on coupon expertise made on site and in the laboratory. Key words: coupon, probe, potential, cathodic protection

06 DÉTERMINATION DE L'EFFICACITÉ DE LA PROTECTION CATHODIQUE EN MILIEU SOL PAR LES COURBES DE POLARISATION

Maud BARBALAT a, Didier CARONa, Lise LANARDEa, Michel MEYERa, Philippe REFAITb, Sylvain FONTAINEc, Jean VITTONATOd, François CASTILLONe

b

GDF SUEZ, CRIGEN, LEMMA, A 3167, Université de La Rochelle, Bâtiment Marie Curie, c GRT Gaz/DRE/PNE, Compiègne d TOTAL, EP/TDO/TEC/COR e TIGF, Pau RÉSUMÉ

a

Les canalisations enterrées de transport de gaz sont protégées de la corrosion externe par un revêtement hydrocarboné de polyéthylène. Une protection active, la protection cathodique (PC), agit sur les défauts ou les manques de ce revêtement. Elle consiste à abaisser le potentiel de l'acier par rapport à son potentiel naturel pour assurer une vitesse de corrosion négligeable. Pour atteindre ce but, la norme NF EN ISO 12954 : 2001 recommande des valeurs de référence des potentiels de protection à appliquer en fonction des conditions de sol. Cependant certains types de sol ne sont pas pris en compte, comme les sols argileux ou limoneux de forte résistivité. De plus, dans certains sols, les potentiels de protection sont surestimés. Dans d'autres cas, pour des sols très résistifs par exemple, il n'est pas possible d'appliquer les potentiels de protection préconisés aux canalisations. Mais le non respect du critère n'est pas forcément synonyme de dommage sur la canalisation. Afin d'affiner ces recommandations, GDF SUEZ et TOTAL ont engagé une étude en laboratoire destinée à développer des outils et des méthodes pour évaluer la corrosivité d'un sol, et à confirmer les conditions « nécessaires et suffisantes » de protection pour garantir une vitesse de corrosion résiduelle négligeable. Le but final est d'optimiser la gestion de la protection cathodique des canalisations enterrées. Des essais de perte de masse à moyen terme ont donc été effectués sur des coupons d'acier enterrés en situation de corrosion libre ou de protection cathodique. Ces coupons ont été enterrés dans des boîtes remplies de sol « homogénéisé » provenant du terrain. La corrosivité des sols a été évaluée en mesurant régulièrement les paramètres physico-chimiques et électrochimiques suivants : teneur en eau, résistivité du sol, potentiel redox, pH et potentiel d'abandon. De plus des mesures d'impédance électrochimique en mode de perturbation linéaire et périodiquement des tracés de courbes de polarisation, , ont été réalisés sur ces coupons. L'interprétation des courbes de polarisation a permis de déterminer des vitesses d'attaque dans le cas d'un coupon en corrosion libre, et de corrosion résiduelle dans le cas d'un coupon placé sous PC. La confrontation, pour les différents types de sol, entre les vitesses théoriques obtenues avec les courbes de polarisation et les vitesses pratiques obtenues par perte de masse a permis d'apprécier l'aptitude des modèles électrochimiques à prédire la vitesse de corrosion réelle, en fonction des types de sol. Mots-clés : Acier, sol, protection cathodique, corrosivité, courbe de polarisation

06 EVALUATION OF CATHODIC PROTECTION EFFECTIVENESS IN SOIL BY POLARIZATION CURVES

a Maud BARBALAT , Didier CARONa, Lise LANARDEa, Michel MEYERa, b Philippe REFAIT , Sylvain FONTAINEc, Jean VITTONATOd, François CASTILLONe

b

GDF SUEZ, CRIGEN, LEMMA, EA 3167, Université de La Rochelle, Bâtiment Marie Curie, c GRT Gaz/DRE/PNE, 5 rue Ferdinand de Lesseps, 60200 Compiègne d TOTAL, EP/TDO/TEC/COR e TIGF, 49 avenue Dufau, BP 5222, 64022 Pau ABSTRACT

a

Buried gas transmission lines are protected against external corrosion by polyethylene organic coatings. Cathodic protection (CP) is designed and operated with the aim to mitigate corrosion, where coating is faulty. Basically, pipe potential is lowered, at least to a value, the protection potential, such that residual corrosion rate is practically negligible. The NF EN ISO 12954: 2001 standard specifies reference values of the protection potentials, according to soil conditions. However, some kind of soils, like silt and clay with high resistivity, are not considered by this standard. Moreover, in some kind of soils, protection potentials recommended by the ISO standard are overestimated. In other cases, where soil resistivity is very high, recommended protection potentials cannot be applied on pipelines. However, such noncompliance does not necessarily generate damage on the pipes. In order to refine these recommendations, a laboratory study has been initiated by GDF SUEZ and TOTAL, with the general aim to improve guidance on cathodic protection criteria by developing tools and methods to estimate soil corrosivity and identifying the "necessary and sufficient" conditions to guaranty a negligible corrosion rate. Some mid-term weight loss tests were made on steel samples, buried in soil boxes, freely exposed to corrosion or under PC. The soil boxes were filled with soil media from the field. Soil corrosivity was assessed by regular measurements of physico-chemical and electrochemical parameters: pH, soil conductivity, humidity level, redox potential and free corrosion potential. Electrochemical impedance and polarization curves, at different terms during tests, were made on these samples. By polarization curves interpretation, it has been possible to determine attack rate if the sample was in free corrosion conditions or residual corrosion rate in case the sample was under CP. Comparison, for different kind of soils, between theoretical and weight loss corrosion rate allows appreciating electrochemical models aptitude to predict actual corrosion rate. Key word: steel, soil, cathodic protection, corrosivity, polarization curve

05 ANODES GALVANIQUES POUR LA PROTECTION ET LA RÉPARATION DU BÉTON ARMÉ

Véronique BOUTEILLERa , Guy TACHÉb

a

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC), [email protected] b CEFRACOR, [email protected]

Cet exposé a pour objet de décrire le document rédigé par le groupe de travail créé au sein de la commission Construction Bâtiment du CEFRACOR, intitulé "Anodes galvaniques pour la protection et la réparation du béton armé". Ces procédés, qui visent essentiellement à agir directement sur les processus de corrosion des armatures, utilisent le zinc, l'aluminium et leurs alliages pour réaliser ces anodes : - Surfaciques : par projection, en treillis ou en bandes, - Sous forme d'anodes discrètes, isolées ou en réseau (avec ou sans courant imposé préalable). Ce document est destiné aux principaux acteurs dans le domaine de la réparation des ouvrages : propriétaires et gestionnaires d'ouvrages, maitres d'oeuvre et prescripteurs, ingénieurs des entreprises, fournisseurs de procédés, laboratoires d'étude et de contrôle. A but essentiellement pratique, il a pour objectifs de donner des éléments de compréhension du fonctionnement de ces anodes, de servir de recommandations pour l'utilisation de cette technique (principe, modes de conception et de calcul, contrôles, domaines d'applications), et de donner des éléments pouvant servir à l'élaboration de cahiers des charges, sachant que globalement, ces systèmes ont des « avantages » revendiqués, mais aussi des « limites » reconnues. Les méthodes de dimensionnement « traditionnelles » des anodes galvaniques (sol, milieu marin) ne peuvent s'appliquer directement, et des méthodes simplifiées ont été adaptées pour chaque système. En général, on utilise des hypothèses déduites de l'expérience. Pour contrôler soit la bonne mise en route du système, soit son fonctionnement sur la durée (pour notamment mieux évaluer la fin de vie des anodes), des mesures sur le terrain sont indispensables, sur des surfaces de référence représentatives spécifiquement aménagées. Il est probable que les valeurs de la norme NF EN 12696 ne puissent pas être atteintes, en tous cas à chaque moment de l'exploitation des anodes. Cela nécessite la mise en place de systèmes adaptés, sur des zones caractéristiques de l'ensemble de l'installation. Plusieurs paramètres peuvent être mesurés, et on doit attirer l'attention sur l'importance de l'enregistrement de ces paramètres, compte tenu de leur grande variabilité. Ces paramètres sont : l'intensité du courant (ramenée à la surface d'armatures concernée), les potentiels « on » et « off », la dépolarisation, le courant de corrosion calculé et estimé, etc. Par ailleurs, il convient de distinguer les contrôles à la réception, qui sont obligatoires et doivent permettre de rendre compte au donneur d'ordre de la bonne mise en route du procédé, de son fonctionnement puis de valider le dimensionnement, et les contrôles de suivi (optionnels) nécessaires entre autre pour évaluer en cours de fonctionnement la durabilité du système. Les domaines d'emploi, la durabilité, et les garanties relatifs à ces procédés applicables dans le Bâtiment, le Génie Civil, les Ouvrages d'art, les Ouvrages portuaires, sont également décrits.

05 GALVANIC ANODES FOR PROTECTION AND REPAIR OF REINFORCED CONCRETE

Veronique BOUTEILLERa, Guy TACHÉb

a

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC), @ veronique.bouteiller lcpc.fr b CEFRACOR, [email protected] ABSTRACT

This paper aims at describing the document prepared by the working group established within the Building Construction Committee CEFRACOR, entitled "Galvanic anodes for the protection and repair of reinforced concrete." These methods, designed primarily to act directly on the reinforcement corrosion process, use zinc, aluminum and their alloys to constitute these anodes: - Surface anodes: sprayed, grid or strips, - In the form of discrete anodes, isolated or networked (with or without impressed current first). This document is intended to major players in the field of repair works: Owners and operation managers of structures, contractors and specifiers, engineers, suppliers of processes, laboratory for study and control. With a very practical purpose, it aims at providing elements of understanding of how these anodes, at providing recommendations for the use of this technique (principle methods of design and calculation, control, application areas) and at providing elements that can be used to develop specifications, knowing that together these systems have claimed "benefits", but recognized "limitations". The "traditional" design methods for galvanic anodes (ground, seawater) are not directly applicable, and simplified methods have been adapted for each system. In general, assumptions derived from experience are used. To check whether the correct commissionning of the system or its functioning over time (especially to better assess the end of life of anodes), the field measurements are essential, on representative reference surfaces specifically arranged. It is likely that the values of the standard EN 12696 cannot be achieved in some case at all stages of the operation of the anodes. This requires the establishment of appropriate systems, on typical areas representative of the entire system. Several parameters can be measured, and attention should be drawn to the importance of recording these parameters, given their great variability. These parameters are: the current (reported to the surface of the rebars involved), the "on" and "off" potentials, the depolarization, the corrosion current calculated and assessed, etc. Moreover, it is necessary to distinguish the checks at the reception, which are mandatory and must be able to reflect for the end user the good start-up of the process, the operation and validate the design and monitoring controls (optional) necessary to evaluate, among other, during current operation the system sustainability. Areas of application, sustainability, and guarantees related to these procedures applicable in the building, civil engineering, land structures, harbor structures, are also described.

04 LES MESURES DE VITESSE DE CORROSION DES ARMATURES DU BÉTON ARMÉ

Aurélie DOLLETa, Guy TACHÉb

a

Ginger CEBTP, Aix-en-Provence, France, [email protected] b CEFRACOR, Paris, France, [email protected]

Avant la mise en place d'un système de protection cathodique sur un ouvrage en béton armé, par un système à courant imposé ou à anodes galvaniques, l'évaluation de la corrosion passe par l'utilisation de méthodes de diagnostic basées sur des observations visuelles, des prélèvements suivis d'analyses (profondeur de carbonatation, profils en chlorures, etc.), et des méthodes instrumentales, dont certaines à principe électrochimiques : mesures de potentiel, de résistivité, de vitesse de corrosion. Ces dernières peuvent être d'un appui intéressant quant au choix du système à adopter et à son dimensionnement. Leur principe est connu et largement décrit : l'application d'une faible variation de tension entre le parement du béton (sur lequel une ou plusieurs électrodes sont posées) conduit à un courant de polarisation. Une autre méthode consiste à envoyer une impulsion de courant, et à mesurer l'évolution de la polarisation. Des relations simplifiées conduisent ensuite à la vitesse de corrosion, en termes de densité de courant, transformées en perte d'épaisseur. Toutefois, la pratique montre que les choses ne sont pas si simples. Les dispositifs expérimentaux sont parfois complexes et les appareils commercialisés, des « boites noires » donnant des résultats délicats à interpréter. La surface d'armatures en regard des électrodes, variable en fonction de paramètres pas toujours connus. Il est également important de noter que la vitesse de corrosion n'est pas constante dans le temps, car elle dépend du mécanisme de corrosion (carbonatation, chlorures), et surtout des conditions à l'interface acier béton (dont la chimie de la solution interstitielle, la diffusions des espèces, dont l'oxygène, la température, etc.). D'autres méthodes indirectes issues de l'expérience de la protection cathodique peuvent être utilisées : la mesure de la dépolarisation d'armatures sous protection cathodique (avec courant imposé ou anodes galvaniques), combinée avec le courant correspondant. L'objet de cet exposé est de mettre en évidence la problématique liée à ces déterminations, et notamment de montrer comment les variations des conditions environnementales (température, humidité,...), les caractéristiques du béton, sont des paramètres importants, et apporter ainsi des éléments de compréhension dans l'interprétation de ces mesures.

04 MEASUREMENTS OF CORROSION RATE OF REBARS IN REINFORCED CONCRETE

Aurélie DOLLETa, Guy TACHÉb

a

GINGER CEBTP , Aix-en-Provence, France, a.dollet @ gingergroup.com b CEFRACOR, Paris, France, [email protected] ABSTRACT

Before setting up any cathodic protection system (by impressed current or galvanic anodes) on a reinforced concrete structure, its condition should be assessed. The diagnostic methods are based on visual observations, sampling for analysis (depth of carbonation, chloride profiles, etc..), and instrumental methods among which some electrochemical methods: potential, resistivity and corrosion rate measurements. These methods may be of interest to support the choice of the cathodic protection system and its design. Their principle is known and widely described: the application of a low voltage lowering between the surface of concrete (on which one or more electrodes are set) leads to a polarization current. Another method is to send a current pulse, and to measure changes in polarization. Simplified relationships then lead to the corrosion rate in terms of current density easily transformed into thickness loss. However, practice shows that things are not so simple. The experimental devices are often complex and the commercial devices are nothing but "black boxes" giving results almost impossible to interpret. Rebar surface facing the electrodes varies according to parameters not always known. It is also important to note that the corrosion rate is not constant in course of time because it depends on the mechanism of corrosion (carbonation, chloride), and especially conditions at the steel concrete interface (including solution chemistry interstitial diffusion of species, including oxygen, temperature, etc.). Other indirect methods derived from experience of cathodic protection, can be used such as the degree of depolarization of the rebar under cathodic protection (impressed current or with galvanic anodes), combined with the corresponding current. The purpose of this paper is to highlight the problems associated with these determinations, and in particular to show how changes in environmental conditions (temperature, humidity, ...), concrete characteristics are important parameters, and thus provide elements of understanding in measures assessment.

03 COATED PIPELINES AND VESSELS INTEGRITY: APPLICABILITY AND IMPLEMENTATION OF A REMOTE DETECTION SYSTEM

Osvaldo FUMEI a, Lucio DI BIASE b, Ranieri CIGNA c

a b

Isproma, Rome, Italy, [email protected] Isproma, Rome, Italy, [email protected] c Isproma, Rome, Italy, [email protected] ABSTRACT

The periodical check of the integrity of hydrocarbon pipelines and reservoirs (gas, oil etc.) is essential for safety, environmental and economical aspects. Water pipelines and reservoirs can also be affected during operation by leaks which can be expensive and even dangerous in the long run. Pipeline companies, especially Gas and Oil Companies deserve a high level of attention and lots of human and economic resources to safeguard the integrity of their structures (visual inspections by manpower or helicopters, development and application of safety plans, coating fault surveys, periodical maintenance measurements etc.). All these efforts can be thwarted in case of accidents; liquid or gas leakages due to mechanical impacts by third parties are typical incidents quite hard to prevent. A sudden impact can result in an immediate release of substances. Less severe impacts or corrosions, nevertheless, can damage the pipeline/reservoir, without an immediate awareness. These could also be mechanical scratches or dents which, together with the application of cathodic protection, can develop the so-called hydrogen-induced delayed fracture. The integrity of special vessels such as LPG or water buried tanks, or modern gas and water pipelines can be kept under control by means of automatic devices and electronic software applications, provided that their coating resistance is sufficiently high. A short circuit at an insulating joint on a pipeline can be easily and immediately detected if such a system is installed. The paper is aimed at reviewing some laboratory tests and field applications to verify the limits and the practicability in the real field of such methods.

03 INTÉGRITÉ DES CANALISATIONS ET RÉSERVOIRS REVÊTUS: FAISABILITÉ ET MISE EN PLACE D'UN SYSTÈME DE TELEDÉTECTION

Osvaldo FUMEI a, Lucio DI BIASE b, Ranieri CIGNAc

a b

Isproma, Rome, Italie, o.fumei @ isproma.com Isproma, Rome, Italie, l.dibiase @ isproma.com c Isproma, Rome, Italie, r.cigna @ isproma.com RÉSUMÉ

Le contrôle périodique de l'intégrité des pipelines d'hydrocarbures et des réservoirs (gaz, pétrole, etc) est essentiel pour les aspects de sécurité, d'environnement et économiques. Les conduites et réservoirs d'eau peuvent également être affectés au cours de leur fonctionnement normal par des fuites qui peuvent être coûteuses et même dangereuses à long terme. Les sociétés de transport par conduite, en particulier les compagnies de gaz et de pétrole, méritent un haut niveau d'attention et beaucoup de ressources humaines et économiques pour protéger l'intégrité de leurs structures (inspections visuelles réalisées par la main d'oeuvre ou par hélicoptères, développement et l'application de plans de sécurité, recherche de défauts de revêtement, mesures de maintenance périodique etc.). Tous ces efforts peuvent être vains en cas d'accident ; fuites de liquide ou de gaz dues à des agressions mécaniques par des tiers sont des incidents typiques plutôt difficiles à éviter. Un choc brutal peut entraîner une libération immédiate des substances. Des impacts ou des corrosions moins graves, néanmoins, peuvent endommager le pipeline / réservoir, sans signal d'alarme préalable. Celles-ci pourraient également être des rayures ou des entailles mécaniques qui, avec l'application de la protection cathodique, peuvent développer ce que l'on appelle la rupture différée par la pénétration à l'hydrogène. L'intégrité des ouvrages spéciaux tels que les réservoirs enterrés de GPL ou d'eau, ou les conduites récentes de gaz et d'eau peut être maîtrisée au moyen de dispositifs automatiques et d'applications logicielles électroniques, à condition que la résistance de leur revêtement soit suffisamment élevée. Un court-circuit au niveau d'un joint isolant sur une conduite peut être facilement et immédiatement détecté si un tel système est installé. Le document vise à examiner certains tests de laboratoire et des applications sur le terrain pour vérifier les limites et la faisabilité dans des conditions réelles sur site de ces méthodes.

02 15 ANS D'EXPÉRIENCE : L'ANODE GALVANIQUE PROJETÉE GRILLO-KKS-BETON

Markus KATTANNEKa, Dr. Frank PRENGERb

a

Grillo-Werke AG, Duisburg, Germany, [email protected]illo.de b Grillo-Werke AG, Duisburg, Germany, [email protected] RÉSUMÉ

Le système GRILLO-KKS-BETON est une anode galvanique qui permet de protéger les armatures du béton armé contre la corrosion. Il s'agit d'une anode de zinc qui est appliquée par métallisation à l'arc électrique. Pour finir, on applique un revêtement organique sur l'anode afin de la protéger contre la corrosion due aux influences environnementales. On peut installer des fenêtres de test pour contrôler le bon fonctionnement du système. On enregistre alors les potentiels, les courants et les températures. Grâce à ces mesures, on peut vérifier le fonctionnement d'un système de protection cathodique. Parmi les critères utilisés, les plus importants sont : le critère 100 mV, la valeur du potentiel de l'armature 24 h après la déconnexion, l'évolution du potentiel de l'armature, la valeur du courant de protection. Le système GRILLO-KKS-BETON existe depuis environ 15 ans. Au début, il n'y avait que des résultats de recherches effectuées par la société GRILLO. À cet effet, des échantillons de béton armé ont été fabriqués sur lesquels nous avons appliqué notre système de protection. Ces échantillons ont été analysés afin de vérifier la conformité aux critères. Il s'est finalement avéré qu'une anode de zinc pure combinée à un revêtement organique adapté remplissait les critères. Cela signifie que la dépolarisation révélait une augmentation de plus de 100 mV en 24 h. L'évolution du potentiel de l'armature témoigne d'une croissance constante de sorte que le potentiel de l'armature a atteint une valeur au niveau duquel la corrosion n'a plus lieu. Par la suite, des instituts indépendants comme l'Université de Sciences Appliquées de Würzburg ou le CSTC en Belgique, ont aussi effectué leurs propres recherches. Ces instituts ont également pu confirmer le bon fonctionnement du système. En outre, les examens du CSTC ont été réalisés avec un béton à haute résistivité (CEM IIIA + cendre volante ; béton carbonaté jusqu'au niveau des armatures). Même dans ces conditions difficiles pour une anode galvanique, le bon fonctionnement a été confirmé. Entre-temps, de nombreuses structures ont été assainies à l'aide de ce système. Il existe des enregistrements détaillés qui montrent que la dépolarisation remplit le critère de 100 mV pour toutes les structures réalisées. En outre, le courant de protection mesuré est toujours suffisant. L'évolution des potentiels indique une bonne performance du système, car le potentiel augmente avec le temps pour atteindre une valeur au niveau de laquelle la corrosion n'a plus lieu. À l'aide des valeurs de courant de protection enregistrées, on peut calculer la durée de vie du système, qui s'élève au moins à 30 ans. Mots-clés : protection cathodique, béton armé, anode galvanique, zinc, GRILLO-KKSBÉTON

02 15 YEARS OF EXPERIENCE: GRILLO-KKS-CONCRETE PROJECTED GALVANIC ANODE Markus KATTANNEKa Dr. Frank PRENGERb

a

grillo-Werke AG, Duisburg, Germany, m.kattannek @ grillo.de b Grillo-Werke AG, Duisburg, Germany, f.prenger @ grillo.de ABSTRACT

The system GRILLO-KKS-CONCRETE is a galvanic anode that protects the reinforcement of reinforced concrete against corrosion. It is a zinc anode that is applied by electric arc metallization. Finally, we apply an organic coating on the anode to protect against corrosion due to environmental influences. We can install windows to test the correct operation of the system. It then records the potentials, currents and temperatures. Through these measures, we can verify the operation of a cathodic protection system. Among the criteria used, the most important are: the standard 100 mV, the potential value of the armature 24 hours after the disconnection, the evolution of the potential of the reinforcement, the current value of protection. The system GRILLO-KKS-CONCRETE has been around for 15 years. At first there were the results of research conducted by the company GRILLO. To that end, samples of concrete have been made on which we applied our system of protection. These samples were analyzed to verify compliance with the criteria. He finally proved that a pure zinc anode combined with a suitable organic coating met the criteria. This means that depolarization revealed an increase of more than 100 mV in 24 h. The development potential of the frame shows a steady growth so that the potential of the frame has reached a value at which corrosion is no longer appropriate. Subsequently, independent institutes like the University of Applied Sciences Würzburg or CSEC in Belgium have also conducted their own research. These institutes have also been able to confirm the proper functioning of the system. In addition, the CSEC examinations were performed with a high concrete resistivity (CEM IIIA + fly ash; carbonated concrete to the level of reinforcement). Even under these difficult conditions for a galvanic anode, the functioning has been confirmed. Meanwhile, many structures have been cleaned using this system. There are detailed records showing that the depolarization meets the criterion of 100 mV for all the structures produced. In addition, the protection current is measured always enough. The evolution of potential indicates good system performance, because the potential increases with time reaching a value at which corrosion is no longer appropriate. Using current values recorded protection, we can calculate the lifetime of the system, which is at least 30 years. Keywords: cathodic protection of reinforced concrete, galvanic anode, zinc, GRILLOKKS-CONCRETE

51 IN SITU ELECTROPOLYMERIZATION OF EUGENOL IN BASIC MEDIUM: APPLICATION TO STAINLESS STEELS CORROSION INHIBITION A. CHTAINI

Equipe d'Electrochimie et des Matériaux Inorganiques, Université Sultan Moulay Slimane, Faculté des Sciences et Techniques, BP 523, Beni-Mellal, Maroc. [email protected] ABSTRACT The corrosion of metals presents a major problem, destroying the fourth of the annual production of metal, which struck on the natural and economic resources. In addition, there is e harmful impact on the environment and health. The electropolymerization in situ of eugenol gives rise to an insulating polymer. The heat treatment improves the homogeneity of the polymer and its adhesion to the electrode. A mechanism for the formation of polyeugenol is proposed. The formation of the polymer leads to a decrease of cathodic and anodic currents. The reaction rates of oxygen reduction and dissolution of the steel were remarkably reduced.

OH OCH3

EUGENOL

Fig 1. Electropolymerization of Eugenol Fig 2. SEM of Poly-Eugenol deposited on a steel surface L316

51

ELECTROPOLYMERISATION IN SITU DE L'EUGENOL EN MILIEU BASIQUE : APPLICATION A L'INHIBITION DE LA CORROSION DES ACIERS INOXYDABLES A. CHTAINI

Equipe d'Electrochimie et des Matériaux Inorganiques, Université Sultan Moulay Slimane, Faculté des Sciences et Techniques, BP 523, Beni-Mellal, Maroc. [email protected]

RESUME La corrosion des métaux constitue un problème majeur, en détruisant le quatrième de la production annuelle de métal, ce qui met à mal les ressources naturelles et économiques. En outre, il y a un l'impact nocif sur l'environnement et la santé. L'électropolymérisation in situ de l'eugénol donne lieu à un polymère isolant. Le traitement thermique améliore l'homogénéité du polymère et de son adhésion à l'électrode. Un mécanisme pour la formation de poly-eugénol est proposé. La formation du polymère conduit à une diminution des courants anodique et cathodique. La vitesse de réaction de réduction de l'oxygène et de dissolution de l'acier ont été considérablement réduites.

OH OCH3

EUGENOL

Fig 1. Electropolymérisation de l'Eugenol Fig 2. SEM duPoly-Eugenol déposé sur une surface d'acier L316

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