CorrCAD est un programme qui permet de régler de façon réaliste et exacte un large éventail de problèmes de corrosion scientifiques et techniques survenant sur terre et en mer. Il peut prédire le degré de protection contre la corrosion offert par un système tel que celui de protection contre la corrosion par courant imposé (PCCI) ou celui de protection contre la corrosion par anodes galvaniques ou sacrificielles (PCAG/PCAS). Il permet également d'évaluer l'effet de courants vagabonds tels que ceux générés par des électrodes de CCHT ou par des systèmes de traction ferroviaire à CC sur la corrosion de structures métalliques enterrées. CorrCAD offre des méthodes de pointe pour vous aider à optimiser l'emplacement et les caractéristiques du système de protection contre la corrosion afin de minimiser les effets des interférences de courants vagabonds sur des structures protégées telles que des pipelines et des réservoirs terrestres, des plateformes de forage pétrolier en mer, des quais de chargement maritimes et d'autres installations semblables.

Modules de calcul logiciels applicables

RESAP MALZ HIFREQ

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Description technique

La fonction principale de CorrCAD est de déterminer le degré de protection contre la corrosion qu'offre un système. Parmi les applications typiques qu'offre CorrCAD pour le contrôle de la corrosion, on retrouve les systèmes de protection par courant cathodique imposé (PCCI), dans lesquels du courant cathodique est injecté dans la structure à protéger et dans la connexion entre un métal plus actif au niveau électrochimique et le métal à protéger (c.-à-d. un matériau plus anodique), et les systèmes de protection cathodique par anodes galvaniques ou sacrificielles (PCAG ou PCAS), dans lesquels les anodes fournissent des électrons pour remplacer ceux qui sont perdus lors de l'oxydation du métal à protéger.

CorrCAD sert également à estimer l'effet des courants vagabonds tels que ceux générés par des électrodes de CCHT ou par des systèmes de traction ferroviaire à CC sur la corrosion des structures métalliques enterrées. Il peut évaluer le niveau de corrosion de la structure et vous aider à optimiser l'emplacement et les caractéristiques du système de protection contre la corrosion (tel que celui de PCCI ou de PCAG) afin de minimiser les effets des interférences de courants vagabonds sur des structures protégées telles que des pipelines, des réservoirs, des plateformes de forage pétrolier, des navires, des quais de chargement maritimes, etc.

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Faits saillants

L'interface utilisateur graphique, qui se base sur la CAO, offre une solution simple et complète pour définir de façon exacte des réseaux complexes; elle affiche et permet de modifier les structures protégées et leurs systèmes de protection et de calculer et analyser les résultats. CorrCAD intègre la puissance de calcul des modules MALZ et HIFREQ, y compris leur capacité à calculer les courants dans de vastes réseaux de conducteurs et la résolution des conditions limites électrochimiques non linéaires à l'aide d'une approche itérative de point fixe. Les modules de calcul MALZ et HIFREQ permettent de calculer les courants de conducteurs et les champs électromagnétiques dans un réseau arbitraire immergé dans des structures de sol arbitraires. La résolution des problèmes de PC est effectuée à l'aide des méthodes numériques de MALZ ou de HIFREQ avec l'itération simple à point fixe. Elle commence par une valeur initiale de potentiel ou de courant et résout les conditions limites non linéaires. La courbe de polarisation (condition limite non linéaire) est utilisée lors du processus itératif afin de calculer la nouvelle entrée (potentiel ou courant) pour la prochaine itération. L'itération s'arrête lorsque la différence entre deux pas successifs est inférieure à un seuil de tolérance défini ou lorsqu'un nombre maximal d'itérations est atteint.

Les modules de calcul de CorrCAD tiennent compte des effets de la polarisation, c.-à-d. ils tiennent compte de la résistance de polarisation. Le potentiel sol-structure calculé est la différence entre le potentiel du métal de la structure protégée et celui de l'électrolyte au point de référence et comprend le potentiel de polarisation. La chute de potentiel du revêtement et celle du sol distant (c.-à-d. lorsque la PCCI est connectée à la structure à protéger) sont toutes les deux considérées comme étant des chutes de tension ohmique qui doivent être éliminées de l'évaluation d'efficacité de la protection cathodique. La mesure réelle de l'efficacité de la PC ou la caractérisation directe du niveau d'interférences de courants vagabonds est le potentiel de polarisation (c.-à-d. lorsque la PCCI n'est pas connectée à la structure à protéger). Cela étant dit, CorrCAD :

• Tient compte de la résistance de polarisation dans ses calculs.
• Fournit le potentiel de polarisation, soit la valeur la plus importante pour évaluer la corrosion.

CorrCAD offre la possibilité de déterminer l'efficacité de la corrosion en considérant des données de polarisation expérimentales telles que des courbes de polarisation. Lorsque la canalisation a un bon revêtement, CorrCAD calcule la densité du courant en utilisant la courbe de polarisation de l'acier revêtu qui a été fournie, puis élimine les effets des chutes de tension ohmique afin que la densité du courant de protection du revêtement et la surtension correspondante (ce qui se produit lorsque la PCCI n'est pas connectée à la structure à protéger) soient obtenues avec précision.

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Capacités de CorrCAD

Voici ce que peut accomplir CorrCAD :

• Il permet de modéliser avec exactitude de vastes réseaux métalliques terrestres dans des structures de sol complexes telles que des sols à couches horizontales et verticales avec des volumes finis multirégionaux et intégrés de sols présentant des résistivités arbitraires sans avoir à utiliser des solutions laborieuses à base d'éléments finis.
• Il permet de calculer les courants de fuite, les potentiels de terre et les champs électriques associés à un réseau de conducteurs ou de structures métalliques enterrés tout en tenant compte d'un processus de polarisation non linéaire.
• Il tient compte de l'atténuation le long des conducteurs et peut déterminer les chutes de potentiel d'une partie d'un système à une autre en plus des tensions transférées vers d'autres structures enterrées, ce qui permet de calculer avec exactitude les potentiels le long du pipeline. La présence d'impédances localisées (résistances et condensateurs) peut également être prise en compte.
• Il permet de modéliser des canalisations dont les revêtements présentent des caractéristiques différentes (résistivité, permittivité et épaisseur) lorsque c'est souhaité. De plus, il prend entièrement en charge les câbles et les plaques.
• Finalement, il tient compte du potentiel électrochimique de polarisation, l'indicateur le plus important de l'efficacité de la protection cathodique et de la suffisance des méthodes d'atténuation déployées afin de minimiser les effets des interférences de courants vagabonds. Le processus de polarisation non linéaire est pris en considération à l'aide de cinq modèles :
  • 1) Le modèle non linéaire de polarisation d'activation de Butler-Volmer, qui emploie des moindres carrés non linéaires afin de déterminer les quatre paramètres de Butler-Volmer qui contrôlent le modèle, soit la densité du courant de corrosion, le potentiel d'équilibre, la courbe de Tafel anodique et la courbe de Tafel cathodique.
  • 2) Le modèle non linéaire de polarisation de concentration de Butler-Volmer, qui emploie des moindres carrés non linéaires afin de déterminer les cinq paramètres qui contrôlent le modèle, soit la densité du courant de corrosion, le potentiel d'équilibre, la courbe de Tafel anodique, la courbe de Tafel cathodique et la densité du courant cathodique limite.
  • 3) Le modèle non linéaire de polarisation de concentration anodique et cathodique de Butler-Volmer, qui emploie des moindres carrés non linéaires afin de déterminer les six paramètres qui contrôlent le modèle, soit la densité du courant de corrosion, le potentiel d'équilibre, la courbe de Tafel anodique, la courbe de Tafel cathodique et les densités des courants limites anodique et cathodique.
  • 4) Le modèle de polarisation polynomial, qui utilise la méthode des moindres carrés pour déterminer les coefficients d'un modèle polynomial.
  • 5) Le modèle de polarisation de la table de recherche, qui utilise l'interpolation linéaire pour déterminer la valeur de la polarisation entre deux échantillons de données de polarisation consécutifs.

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Interface intuitive et fonctionnalités puissantes

CorrCAD offre une interface utilisateur graphique très intuitive qui simplifie et réduit le temps nécessaire à la définition des paramètres du système à analyser. Les fonctionnalités principales de cette interface sont:

Cette interface vous permet d'importer ou de définir les coordonnées du trajet d'une structure métallique en format graphique ou tabulaire à l'aide de différents formats standards tels qu'Excel CSV, d'un fichier SICL des programmes MALT, MALZ ou HIFREQ de SES ou d'un fichier KML de Google Earth™. Vous pouvez attribuer des caractéristiques appropriées avec différentes coupes transversales à chaque trajet.

L'alimentation appropriée d'un réseau formé de structures métalliques est essentielle dans le cadre d'une étude sur la protection contre la corrosion. CorrCAD permet d'alimenter le système à des intervalles ou à des emplacements arbitraires définis. Cette capacité offre un moyen facile de calculer les potentiels conduite-sol (ce qui simule les mesures « ON » de protection cathodique sur le terrain) le long de pipelines et de structures semblables et de vérifier si les potentiels conduite-sol ne s'atténuent pas à des niveaux insatisfaisants loin des redresseurs et si les potentiels conduite-sol ne sont pas excessifs aux emplacements d'alimentation (p. ex. : redresseurs).

CorrCAD prend en charge la modélisation détaillée d'anodes, de câbles, de plaques ou de toute autre structure créée à l'aide de la fonctionnalité de modélisation « Entité », qui peuvent être prédéfinis dans un fichier de MALZ ou de HIFREQ et importés à partir des collections de base de données bibliothèques fournies, puis insérés n'importe où dans le réseau.

CorrCAD présente des informations détaillées sur la performance d'anodes sacrificielles individuelles telles que le taux de consommation, l'espérance de vie et la durée de vie restante. De plus, une analyse des lits d'anodes est disponible. Toutes les analyses possibles peuvent être effectuées pour les modèles de sol multicouches et arbitraires. Vous pouvez importer facilement un modèle de sol à partir d'un fichier de sortie de RESAP, d'un fichier de SoilModelEditor ou d'un fichier d'entrée de MALZ ou de HIFREQ ou le définir tout simplement dans le module intégré SoilModelEditor.

Il est possible de définir des potentiels natifs (séries galvaniques) dans CorrCAD afin de tenir compte du potentiel naturel d'un métal par rapport au sol. Dans la version actuelle, des valeurs mesurées relativement à des électrodes de sulfate de cuivre (ESC) et à des électrodes standards à hydrogène (ESH) peuvent être importées à des fins de commodité. Les effets de polarisation qui représentent le comportement des structures métalliques et des anodes sont pris en considération, le cas échéant.

Il est possible de définir et d'afficher les courbes de polarisation de chaque réaction électrochimique, réaction cathodique et anodique et polarisation individuelle, qui seront utilisées dans le cadre des calculs. CorrCAD offre un outil de numérisation, SESCurveFitDigitizer, qui peut numériser des courbes de polarisation dans des images de format standard afin d'obtenir les paramètres nécessaires à une analyse complète de la corrosion selon le type de fonction sélectionnée.

Les valeurs calculées pertinentes peuvent être affichées en tant que courbes 2D ou tons directs 2D ou dans un graphique 3D. La plupart des résultats peuvent être exportés dans un fichier de format CSV d'Excel.

Lorsque vous avez besoin d'une explication ou d'un rappel sur l'objectif d'une section de fenêtre, vous n'avez qu'à cliquer sur cette partie de la fenêtre et à appuyer sur F1 afin d'afficher instantanément une fenêtre d'aide contextuelle.

CorrCAD Plus

CorrCAD Plus amplifie les capacités du progiciel CorrCAD pour permettre d'effectuer des analyses de systèmes de mise à la terre à toutes les fréquences, pas seulement CC. Le module MALZ de CorrCAD Plus a la capacité d'analyser des réseaux métalliques enterrés dans le domaine fréquentiel.