Étude de Cas Ingénierie BTS CRI
Activités d'Ingénierie
Évaluation de la soudabilité et dimensionnement d'une protection cathodique par anode sacrificielle.
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45 min
Problématique BTS CRI
Soudabilité de Tuyauterie S355 & Protection Cathodique
Contextualisation Métallurgique
Un tronçon de canalisation en acier S355 de forte épaisseur ($e = 16\text{ mm}$) immergé en milieu marin présente la composition suivante : $%C = 0,20\%$, $%Mn = 1,30\%$, $%Cr = 0,30\%$, $%Mo = 0,10\%$. Le courant de protection cathodique requis pour l'ouvrage immergé est $I = 0,50\text{ A}$ pendant 5 ans ($1,577 \times 10^8\text{ s}$).
Questions d'Ingénierie :
Question 1 : Calculer le Carbone Équivalent $C_{éq}$ et conclure sur la nécessité d'un préchauffage avant soudage.
$C_{éq} = 0,20 + \frac{1,30}{6} + \frac{0,30 + 0,10}{5} = 0,20 + 0,217 + 0,080 = 0,497\%$. Comme $C_{éq} = 0,50\% > 0,45\%$, le risque de fissuration à froid en ZAT est élevé : **un préchauffage à $150^circ ext{C}$ est obligatoire**.
Question 2 : Calculer la masse minimale d'anode sacrificielle en Zinc ($M_{Zn} = 65,4\text{ g/mol}, n = 2$) nécessaire pour assurer 5 ans de protection cathodique.
$m = \frac{I \cdot t \cdot M}{n \cdot F} = \frac{0,50 \times (5 \times 365 \times 86400) \times 65,4}{2 \times 96500} = \frac{0,50 \times 1,5768 \times 10^8 \times 65,4}{193000} = 26715\text{ g} = 26,7\text{ kg}$. On installe une anode de **$30\text{ kg}$ de Zinc**.