Manuel de maintenance du système d'eau de refroidissement : dosage de biocide, analyse du coupon de corrosion et optimisation de la purge

1. Portée et objectif

Ce manuel couvre les procédures de maintenance critiques pour les systèmes d'eau de refroidissement à circulation ouverte utilisés dans les environnements industriels, notamment les industries automobile, chimique, alimentaire et énergétique. L’objectif est de prévenir l’encrassement biologique, de minimiser la corrosion et d’optimiser l’efficacité de l’utilisation de l’eau grâce au contrôle de la purge. L'application correcte de ces procédures est obligatoire pour assurer le fonctionnement fiable de l'équipement, prolonger sa durée de vie et maintenir l'efficacité de l'échange thermique. L'entretien doit être effectué régulièrement selon le calendrier, ainsi que lorsque des écarts dans les paramètres de l'eau sont détectés.

2. Précautions

ATTENTION : Travailler avec des produits chimiques et des systèmes sous pression nécessite le strict respect des règles de sécurité. Ne pas le faire pourrait entraîner des blessures graves ou des dommages matériels.

PROTECTION INDIVIDUELLE : Assurez-vous de porter des lunettes de sécurité, des gants résistant aux produits chimiques (par exemple, en nitrile ou en néoprène), des vêtements de protection et, si nécessaire, une protection respiratoire conformément aux fiches signalétiques de tous les réactifs.

VERROUILLAGE/ÉTIQUETAGE : Avant de travailler sur des pompes, des vannes ou des composants électriques du système d'eau de refroidissement, assurez-vous que les sources d'énergie sont isolées et verrouillées/étiquetées conformément aux procédures de sécurité de l'entreprise (DSTU EN 1037 : 2004).

SÉCURITÉ CHIMIQUE : Ajoutez toujours des produits chimiques lentement et avec précaution pour éviter les éclaboussures. Ayez des douches d’urgence et des douches oculaires à portée de main. Conservez les produits chimiques selon les recommandations du fabricant, à l'écart des matériaux incompatibles.

3. Outils et matériels nécessaires

4. Liste de contrôle avant de commencer la maintenance

5. Procédure étape par étape

5.1. Dosage des biocides

1. Préparation et calcul de dose :
   • Déterminer le volume total du système d'eau de refroidissement (tour de refroidissement, canalisations, échangeurs de chaleur). Ces informations sont généralement disponibles dans la documentation technique du système.
   • Calculez la quantité requise de biocide pour le dosage choc selon les recommandations du fabricant et l'état actuel du système (sur la base d'une analyse microbiologique). Pour les biocides inorganiques, cela peut être de 50 à 200 ppm, pour les biocides oxydants de 1 à 5 ppm de chlore libre. Erreur : sous-estimer la taille du système entraînera une efficacité insuffisante.
2. Étalonnage de la pompe doseuse :
   • SÉCURITÉ : Assurez-vous que la pompe doseuse est hors tension et isolée si elle doit être déconnectée pour l'étalonnage. Utilisez un EPI.
   • Coupez l'alimentation en biocide du système.
   • Connectez une éprouvette graduée calibrée (par exemple 1000 ml) à la conduite de sortie de la pompe.
   • Démarrez la pompe et mesurez le volume de biocide distribué en 1 minute. Par exemple, s’il faut doser 5 l/h, en 1 minute le volume doit être d’environ 83 ml.
   • Ajustez les paramètres de la pompe (fréquence d’impulsion, longueur de course) jusqu’à ce que les performances souhaitées soient atteintes.
   • Erreur : l'utilisation d'une pompe non calibrée entraînera un surdosage ou un sous-dosage.
3. Injection de biocide :
   • Assurer l'injection de biocide en un point du système avec une agitation efficace (par exemple, puisard de la tour de refroidissement ou aspiration de la pompe de circulation).
   • Pour un dosage choc : ajoutez la quantité calculée de biocide sur une courte période (par exemple 15 à 30 minutes) selon un programme (par exemple une ou deux fois par semaine).
   • Pour un dosage continu (le cas échéant) : Réglez la pompe sur un débit de dosage faible et constant.
   • Indicateur visuel : dissolution uniforme du biocide dans l'eau.
4. Contrôle de l'efficacité :
   • 12 à 24 heures après l'administration, prélever un échantillon d'eau et effectuer une analyse microbiologique à l'aide de bandelettes réactives (lames de trempage).
   • Un résultat acceptable : une réduction significative du nombre de colonies (moins de 10⁴ UFC/ml).
   • Erreur : l'absence de suivi post-dosage ne permet pas d'évaluer l'efficacité.

5.2. Analyse des coupons de corrosion

1. Installation de coupons de corrosion :
   • SÉCURITÉ : Utilisez des EPI. Assurez-vous que le système d'eau de refroidissement fonctionne normalement.
   • Choisissez un endroit représentatif pour installer le porte-coupon où la vitesse d'écoulement de l'eau est de 0,5 à 1,5 m/s. Il s'agit généralement d'un flux latéral (by-pass) ou d'une section de canalisation après la pompe.
   • Placez soigneusement les coupons de corrosion pré-pesés, nettoyés et identifiés dans le support. Fixez-les de manière à ce qu'ils ne se touchent pas ni aux parois du support.
   • Enregistrez la date d'installation, les numéros d'identification des coupons et le poids initial (au 0,0001 g près).
   • Bug : égarer les coupons ou les endommager lors de l'installation faussera les résultats.
2. Exposition :
   • Laissez les coupons dans le système pendant la période d'exposition standard recommandée par le fabricant ou selon les procédures internes (généralement 30, 60 ou 90 jours).
3. Extraction et nettoyage des coupons :
   • À la fin de la période d'exposition, à nouveau SÉCURITÉ : isolez la zone du coupon, relâchez la pression et vidangez l'eau. Utilisez un EPI.
   • Retirez soigneusement les coupons du support, en évitant les dommages mécaniques.
   • Nettoyer les coupons des dépôts et produits de corrosion conformément à la norme ASTM G1 (par exemple avec une solution chimique pour éliminer les produits de corrosion sans affecter le métal de base).
   • Après nettoyage, rincez soigneusement les coupons avec de l'eau distillée, séchez-les et placez-les dans un dessiccateur.
   • Erreur : un nettoyage mécanique agressif ou une élimination incomplète des produits de corrosion entraînera de faux résultats.
4. Repesée et calcul :
   • Repesez chaque coupon à 0,0001 g près.
   • Calculez la perte de masse pour chaque coupon.
   • À l’aide de la formule, calculez le taux de corrosion en MPY (mils par an) ou en mm/an :
   • Taux de corrosion (MPY) = (Masse initiale - Masse finale) × 22 300 / (Surface × Densité × Temps)
   • Où : Surface – surface du coupon (pouces²), Densité – densité du métal du coupon (g/cm³), Durée – temps d'exposition (jours).
   • Valeurs acceptables : pour l'acier doux, le taux de corrosion doit être inférieur à 3 MPY (0,076 mm/an) ; pour les alliages de cuivre – moins de 0,5 MPY (0,013 mm/an).
   • Documentez tous les résultats. Erreur : erreurs arithmétiques ou utilisation d'unités de mesure incorrectes.

5.3. Optimisation des purges

1. Surveillance des paramètres de l'eau :
   • Mesurez régulièrement la conductivité (µS/cm), les matières dissoutes totales (TDS, ppm), le pH et la température (°C) de l'eau de refroidissement et de l'eau d'appoint.
   • Enregistrez ces valeurs.
2. Calcul des cycles de concentration (CC) :
   • Cycles de concentration (CC) = Conductivité_{eau de refroidissement} / Conductivité_{eau d'alimentation}.
   • Les CC cibles dépendent de la qualité de l’eau d’alimentation et du type d’inhibiteurs utilisés (généralement 3 à 6 pour les systèmes ouverts).
   • Erreur : ignorer la qualité de l'eau d'alimentation lors du calcul du CC.
3. Paramètres de purge automatique :
   • Si le système est équipé d'un contrôleur de purge automatique, définissez la limite de conductivité supérieure souhaitée (par exemple, 2 000 à 3 000 µS/cm pour un système CC=5 avec 400 µS/cm d'eau d'alimentation).
   • Vérifier le fonctionnement de l'électrovanne de purge et du capteur de conductivité.
   • Indicateur visuel : la vanne de purge s'ouvre lorsque la conductivité atteint la valeur réglée et se ferme lorsqu'elle baisse.
4. Purge manuelle (en l'absence d'automatisation) :
   • SÉCURITÉ : Surveillez toujours le niveau d'eau dans la tour de refroidissement pendant la purge manuelle pour éviter de dessécher les pompes.
   • Calculez le volume de purge requis pour maintenir le CC. Par exemple, si CC = 4, alors 25 % du volume d'évaporation doit être purgé.
   • Ouvrir la vanne de purge manuelle pendant le temps réglé ou jusqu'à ce que le niveau de conductivité souhaité soit atteint.
   • Une fois la purge terminée, fermez la vanne et vérifiez les paramètres de l'eau.
   • Erreur : une purge excessive entraîne une consommation excessive d'eau et de produits chimiques ; insuffisant - à l'accumulation de sels et à la corrosion.
5. Vérifier et ajuster :
   • Pendant plusieurs jours après la configuration de la purge, surveillez la conductivité du système et le débit de l'eau d'alimentation.
   • Si nécessaire, ajustez les paramètres de purge pour maintenir des CC stables et minimiser le gaspillage d’eau.

6. Liste de contrôle de vérification après service

7. Guide de dépannage

8. Calendrier d'entretien recommandé

9. Répertoire des pièces détachées

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10. Liens

• DSTU EN 1037:2004 Sécurité des machines. Prévention des démarrages inattendus.
• ISO 10002 : 2018 Gestion de la qualité. Satisfaction du consommateur. Lignes directrices pour travailler avec les plaintes dans les organisations.
• ASTM G1-03 (2017) Pratique standard pour la préparation, le nettoyage et l'évaluation des échantillons d'essai de corrosion.
• EN 806-2:2005 Conditions techniques pour les systèmes d'alimentation en eau potable des bâtiments. Partie 2 : Conception.
• Recommandations du fabricant du système d'eau de refroidissement (documentation OEM).
• Fiches de données de sécurité des réactifs chimiques (MSDS/SDS).