Fort de son expérience en analyse de défaillance, le Cetim-Cermat intervient pour toute problématique de dégradation (corrosion, surchauffe, usure, embouage, …) concernant les systèmes de production, de distribution et d’échange de chaleur
Une chaudière est une installation ou une unité de production de chaleur composée de plusieurs éléments :
Un combustible (liquide, gazeux dont le biogaz, ou solide dont la biomasse – bois, déchets organiques, sous-produits de l’agriculture et de l’industrie)
Il existe de nombreux types de chaudières (à tubes fumées, à tubes d’eau, chaudières de récupération, …), le choix étant fonction de la puissance et de l’application visée, comme par exemple :
Produire de l’eau chaude pour un circuit de chauffage central, individuel ou non. L’échange thermique final se fait généralement par le biais de radiateurs.
Produire de l’eau chaude sanitaire. L’échange thermique entre le circuit de chauffage et le circuit « eau chauffée » se fait alors au travers d’un échangeur.
Produire de l’eau surchauffée. Le principal exemple est le chauffage urbain, qui s’apparente à un chauffage central à l’échelle d’une ville et qui permet d’alimenter en chaleur et en eau chaude sanitaire des bâtiments à usage privé, public (collectif) ou industriel.
Tous ces systèmes peuvent être représentés à l’aide du schéma synoptique suivant, sur lequel apparaissent des exemples de cas de défaillance qui témoignent que tous les niveaux du procédé peuvent être concernés par des mécanismes d’endommagement, notamment par des phénomènes de corrosion :
Cas n°1 : Fissuration de tubes tirants et de plaques tubulaires de 2 chaudières à tubes fumées
Apparition des fissurations sur deux chaudières, quelques mois seulement après leur mise en service
Fissurations provoquées par un phénomène de corrosion sous contrainte en milieu caustique en présence d’ions cuivriques
Interprétation de l’action des ions cuivriques par reproduction du phénomène en laboratoire à l’aide d’essais électrochimiques
Cas n°2 : Eclatement de tubes d’un surchauffeur basse température
Eclatements, après 100 heures de fonctionnement, de la chaudière dans une zone très localisée
Température « prévue » des tubes en fonctionnement de l’ordre de 450°C
Diagnostic :
Cas n°3 : Fissurations de tubes de surchauffeurs au niveau des soudures
Fissurations apparues localement au niveau du surchauffeur, après 2 à 3 mois d’utilisation de la chaudière
Amorçage progressif des fissures en pied de cordon
Problème de conception des faisceaux de tube de la chaudière entraînant un flambage des tubes, accentué par le phénomène de fluage (températures de l’ordre de 500°C)
Cas n°4 : Percement du circuit de distribution d’un réseau de chauffage urbain en acier
Réseau calorifugé en fonctionnement depuis 1982, véhiculant de l’eau surchauffée
Percements localisés en génératrice basse
Percements consécutifs à un phénomène de corrosion sous isolation thermique
Problèmes de mise en œuvre du calorifuge générant l’introduction, puis la stagnation d’eau en partie basse
Cas n°5 : Fuites multiples constatées au niveau des circuits secondaires d’une installation de réchauffage de cuves
Circuits secondaires et cuves calorifugées
Fuites constatées sur les circuits secondaires et sur les demi-coquilles assurant le réchauffage des cuves, moins d’un an après la mise en service de l’installation (matériau à acier inoxydable 304L)
Fuites provoquées par un phénomène de corrosion sous contrainte sous calorifuge
Problème de choix du calorifuge (laine de roche relargant des chlorures, non PMUC) et de mise en œuvre (présence de points d’arrêts permettant l’introduction d’humidité par condensation)
Cas n°6 : Percement d’échangeurs tubulaires de sous-station d’un réseau de chauffage urbain
Réseau de plus de 160 km en service depuis 20 ans
Percements provoqués par la présence de phénomènes de corrosion affectant le côté primaire et le côté secondaire :
Côté primaire : phénomène de corrosion localisée par piqûre en présence d'oxygène dissous (aération différentielle)
Côté secondaire : phénomène de corrosion localisée par piqûre de type caustique en présence de sels alcalins
Réalisation d’un état de dégradation sur un ensemble d’échantillons représentatifs du réseau complet
Recherche des causes de l’oxygénation de l’eau côté primaire par un audit détaillé de l’installation