Hydrocarbons are mainly transported by underground or undersea pipelines. Metal loss due to corrosion is one of the most common situations leading to the loss of pipeline integrity. There are various mechanisms for both external and internal corrosion which may produce local reductions in wall thickness. These reductions can be in the form of single pits, multiple pits or general corrosion over a large area, with or without pitting.

In the early 1970s, a criterion for the prediction of the burst pressure of corroded pipe was developed through research sponsored by the American Gas Association Pipeline Research Committee and the pipeline industry. This criterion, commonly referred to as the B31G criterion, has been embodied in pipeline design Codes that are part of the ANSI/ASME B31 Code for pressure piping. While B31G has been very helpful in evaluating the integrity of corroded pipe, it has been found to be overly conservative and ambiguous to apply in many situations encountered during pipeline inspections.

In the past, conservatism of the B31G criterion was appropriate due to the low resolution of inspection tools used in pipeline examination. Currently, high resolution in-line inspection tools are being introduced which permit the accurate measurement of corrosion damage in pipelines. Such tools provide data that are sufficiently accurate to allow estimation of corrosion growth rates from subsequent inspection and development of long-term maintenance plans. However, present corrosion assessment procedures arc too simplified and conservative to allow such a procedure to be economically viable. Therefore, a multi-level assessment procedure is proposed, which would reduce the degree of conservatism in the assessment for increasing accuracy in the evaluation procedure and knowledge of the situation, the lowest level incorporating B31G to provide continuity with previous assessments.

Burst testing demonstrated that failure of older pipe from natural corrosion occurs by plastic collapse. A two-criterion approach, used with nonlinear finite element techniques, was successful in predicting plastic collapse of pipe with single and multiple corrosion pits, and complex-shaped corrosion, and is proposed for the highest level of assessment Unfortunately, such an assessment, while accurate, will be time consuming, require large computing resources, accurate definition of the material behaviour and experienced control of the iterative solution process and would only be justifiable where the costs of repair or replacement or the consequences of leakage are high. Therefore, a simplified technique which aims at producing a suitable stress field for the lower bound theorem of limit analysis at the current yield locus is proposed as a transition from an empirical (Level 1) to a nonlinear (Level 3) assessment of corroded pipe. The concept of a modified elastic modulus has been incorporated in an elastic finite element analysis as a simplified nonlinear analysis.

Les hydrocarbures sont principalement transportés par des pipelines souterrains ou sous-marins. La perte de métal par corrosion est une des situations les plus communes resultant en la perte de I’inétgrité du pipeline. II existe plusieurs mécanismes de corrosion exteme et interne lesquelles peuvent produire des reductions locales de l’épaisseur. Ces reductions peuvent etre sous la forme de cavités simples, cavités multiples ou corrosion generale couvrant une large surface, avec ou sans cavitation.

Dans les debuts des années 1970, un critère pour la prédiction de la pression d’éclatement des tuyaux corrodés a été developpé à la suite de travaux de recherchcs financés par le Commité de Recherche sur les Pipelines de I'Association Americaine de Gaz et par l’industrie de pipelines. Ce critère, communément référé comme le entire B31G, fut endosse dans les Codes de calculs de pipelines faisant partie du Code ANSI/ASME B31 pour les conduites sous pression. Alors que B31G a été très utile dans l’évaluation de l’integrite des tuyaux corrodés, il fut trouvé largement conservatif et ambigu à appliquer dans plusieurs situations rencontrées durant les inspections de pipelines.

Par le passé, le conservatisme du critère B31G était approprié à cause de la failble résolution des outils d’inspection utilises dans 1’examen des pipelines. Actuellement, des outils à haute résolution, interne à la conduite, sont mis en marché, lesquels permettent la mesure précise des dommages causés par la corrosion aux pipelines. De tels outils assurent des données qui sont suffisamment precises pour permettre l’estimation des taux de croissance de la corrosion par inspections successives et le développement de plans d’entretien à long terme. Cependant, les procédures d'évaluation actuelles de la corrosion sont trop simplificatrices et conservatrices pour permettre à une telle procédure d’être economiquement desirable. Pour cela, une procedure devaluation k plusieurs niveaux est proposée, laquelle réduirait le degré de conservatisme dans l'évaluation, pour une précision croissante de la procedure d'évaluation et la connaissance de la situation, le niveau le moins élevé comportant B31G afin d’assurer une continuité avec les evaluations précédentes.

Des tests d’éclatement ont demontré que la rupture de vieux tuyaux à partir de corrosion naturelle a lieu par ruine plastique. Une approche à deux critères utilisant des techniques non-linéaires d’éléments finis a été appliquée avec succès dans la prédiction de la mine plastique de tuyaux avec cavités simples et multiples, et avec corrosion à géométrie complexe, et est proposée au plus haut niveau d'évaluation. Malheureusement, une telle évaluation, bien que plus précise, sera lente, nécessite de grandes ressources numériques, la définition précise du comportement du matériau et le contrfôle expérimenté du processus itératif de solution en plus que de n’être justifiable que là où les coûts de réparation ou les conséquences de fuite sont importants. Pour cela, une méthode simplifiée ayant pour but de produire des champs de contraintes convenables pour la limite inferieure du théorème d’analyse limite au locus d’écoulement courant est proposée comme une transition d’une évaluation empirique (niveau 1) à une évaluation non-linéaire (niveau 3) des tuyaux corrodés. Le concept de module d’élasticité modifié fut incoiporé dans une analyse élastique par elements finis comme une analyse non-lineaire simplifiee.