Nettoyage et remisage

De façon générale, on peut affirmer que la présence de tout dépôt ou contaminant sur les surfaces internes des générateurs de vapeur doit entraîner une action corrective pour en assurer l’élimination. Même en faibles quantités, ces résidus peuvent créer des problèmes importants de corrosion, de contamination de vapeur et de surchauffe locale. L’interférence à l’échange thermique et la perte d’énergie qui en résulte motive une remise en condition dans les meilleurs délais. La provenance et la nature des dépôts détectés sont variables et détermineront le choix des techniques de nettoyage appropriées.

Nettoyage pré-opérationnel

Les nouvelles installations de tuyauterie et de chaudières doivent être nettoyées avant leur mise en opération. Cette préparation permet l’élimination des divers débris, huile et graisses d’usinages qui autrement pourraient nuire à la passivation et à la protection efficace du métal. Malheureusement, cette étape de la mise en service se trouve souvent négligée et de sérieux problèmes de corrosion et de contamination de vapeur peuvent en résulter.

La méthode de nettoyage est relativement simple et ne requiert que la circulation d’une solution comprenant un produit chimique approprié. Pour une chaudière à vapeur, l’application se fait généralement par « bouillage » de la solution dans la chaudière. Pendant cette application, la chaudière est maintenue en faible pression de vapeur pour une période pouvant varier de 6 heures à plus de 48 heures, la durée étant ajustée selon le type de chaudière, la condition de celle-ci, la nature des résidus et les ingrédients chimiques utilisés.

Les produits de nettoyage conventionnels comprennent les phosphates, les hydroxydes, les carbonates et les méta-silicates de sodium. Cependant, depuis plusieurs années ces produits alcalins sont remplacés par des détergents et agents mouillants plus faciles à utiliser et à disposer.

Détartrage

Lorsqu’il y a eu accumulation de dépôts calcaires sur les tubes ou toute surface d’échange de chaleur, une technique de détartrage devrait être mise en place dans les meilleurs délais. Plusieurs raisons justifient le détartrage, entre autres, les risques de corrosion sous dépôt, de rupture par surchauffe locale, de perte de puissance et surtout, de surconsommation d’énergie.

Les résidus calcaires et même les dépôts d’oxydes métalliques offrent une conductivité thermique largement inférieure à celle de l’acier commercial, matériau privilégié pour les tubes des chaudières. Ces contaminants ont un effet isolant sur le métal et cette réduction du transfert d’énergie implique une surchauffe de l’acier et une perte énergétique significative. Cette restriction au transport de la chaleur pourra rapidement entraîner une surconsommation d’énergie pouvant excéder 10% à 20% la consommation normal, et ce, selon l’épaisseur et la composition du dépôt.

La procédure de détartrage peut varier selon les circonstances, soit en fonction de la composition du dépôt, de la quantité à dissoudre et de la conception de la chaudière. Les résidus peuvent, dans certains cas, être délogés physiquement à l’aide de turbines, de jets à pression et autres outils du genre. Ces méthodes exigent cependant beaucoup d’implication de main d’œuvre et deviennent habituellement très coûteuses. De plus, il peut être difficile, voire impossible d’atteindre et de nettoyer toutes les zones encrassées de cette manière. Pour cette raison, le détartrage chimique constitue la technique usuelle la plus appropriée dans les circonstances.

Les actions relatives au nettoyage chimique doivent toujours être entourées des plus grandes précautions. La manipulation et l’utilisation des produits chimiques corrosifs de ce type présentent des risques pour le personnel affecté à son application et également pour l’équipement nécessitant un détartrage. Ils doivent donc être mis en œuvre avec prudence et discernement. Sommairement, le détartrage implique les étapes et vérifications suivantes :

  • Isolation de la chaudière, hors du réseau de production de vapeur
  • Purge complète de la chaudière et élimination mécanique des boues et résidus friables
  • Ajout de la solution de nettoyage
  • Circulation de la solution de nettoyage pendant 6 à 24 heures
  • Vérification et ajustement des concentrations de produits au besoin
  • Neutralisation et disposition de la solution de nettoyage
  • Rinçage exhaustif de la chaudière, neutralisation et de passivation des surfaces

Plusieurs produits acides peuvent servir au détartrage des chaudières. L’utilisation d’acide chlorhydrique est souvent préconisée mais d’autres acides minéraux ou organiques peuvent aussi servir comme détartrant. Dans cette catégorie, on retrouve principalement l’acide phosphorique, sulfurique, nitrique, citrique et sulfamique. Depuis plusieurs années, des composés organiques sécuritaires mais de grande efficacité ont été développés, et permettent des détartrages rapides et sécuritaires pour le personnel d’application, l’équipement concerné et l’environnement. La sélection du produit dépend des matériaux de la chaudière et de la nature du dépôt, ce qui justifie encore une fois l’analyse complète des résidus prélevés avant de procéder au nettoyage chimique.

Nettoyage en ligne

La remise en condition d’un équipement encrassé se fera toujours plus rapidement et plus efficacement par un nettoyage appliqué sur des appareils mis hors service temporairement. Dans certains cas cependant, cet arrêt provisoire pour fin de détartrage d’une chaudière peut s’avérer impossible ou peu pratique. Dans ces situations, le nettoyage en ligne constitue une alternative intéressante même si le gain en efficacité sera ainsi plus long à réaliser. L’objectif de cette approche demeure donc le rétablissement des conditions optimales d’opération et d’échange thermique mais les méthodes utilisées diffèrent tant par les ingrédients chimiques utilisés que par leur mode d’application.

Le nettoyage en ligne requiert une durée relativement longue pour atteindre un résultat satisfaisant. En fait, ce type de nettoyage doit habituellement être effectué lentement et avec toutes les précautions possibles afin d’éviter le détachement rapide d’écailles qui pourraient migrer à l’intérieur de la chaudière et obstruer dangereusement certaines zones. Typiquement, le nettoyage en ligne s’échelonnera sur une période variant de 3 à 12 mois et nécessitera l’utilisation de polymères spécifiques ou de produits de chélation. Comme pour tout nettoyage, la planification de l’application constitue une condition primordiale au succès de la démarche.

Remisage

La protection des chaudières à vapeur mis en arrêt temporairement ou pour des durées prolongées, mérite autant d’attention que le programme de traitement préventif en période de fonctionnement. Les conséquences d’un remisage déficient peuvent effectivement résulter en une détérioration importante des surfaces métalliques. L’arrêt de fonctionnement de ces équipements est souvent perçu comme une période où le traitement d’eau devient non pertinent puisqu’il n’y a ni apport en eau d’appoint, ni chaleur appliquée. Cette perception néglige le phénomène de dissolution de l’oxygène dans l’eau, ce qui entraîne implacablement la corrosion si elle n’est pas contrôlée et neutralisée.

Les risques d’entartrage deviennent inexistants pendant ces périodes considérant qu’il n’y a effectivement aucun apport d’eau dure, ni source de chaleur pouvant déstabiliser les sels présents. La dépressurisation de la chaudière implique cependant l’introduction d’air et d’oxygène qui seront à la source des phénomènes de corrosion. Des mesures préventives doivent donc être mises en application pour contrôler ces phénomènes.

Les chaudières à vapeur mises hors circuit doivent nécessairement être protégées par une technique appropriée permettant, soit la désoxygénation de l’eau ou soit l’isolation chimique des surfaces contre l’eau oxygénée. Les techniques conventionnelles incluent :

  • La vidange totale et l’utilisation d’un disséquant tel que le gel de silice.
  • Le maintien sous pression de vapeur et l’ajout d’un absorbant d’oxygène.
  • L’utilisation d’un gaz inerte tel que l’azote pour empêcher l’introduction d’oxygène.
  • L’immersion totale du vaisseau interne de la chaudière et le maintien d’un absorbant d’oxygène.
  • L’immersion totale du vaisseau interne de la chaudière et le maintien d’un inhibiteur filmant.
  • L’application d’un inhibiteur combinant des éléments volatils et non volatils.
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