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Passivation D’une Tour De Refroidissement

Les nouveaux systèmes de refroidissement évaporatifs comme les tours de refroidissement, les condenseurs à l’ammoniaque et les condenseurs évaporatifs, sont fabriqués avec différents matériaux qui ont chacun leurs avantages et inconvénients. L’acier galvanisé trempé à chaud (acier recouvert d’une couche de zinc) est devenu un choix populaire pour la construction des systèmes de refroidissement puisqu’il fournit une résistance structurelle à un coût avantageux, comparativement à un acier non-galvanisé qui offre une moins bonne résistance à la corrosion. Cependant, la couche de zinc n’est pas adaptée pour être constamment en contact avec de l’eau et requiert une oxydation passive pour une protection contre la corrosion lorsqu’elle est exposée au cycle de concentration de l’eau dans une tour de refroidissement. La passivation est une étape qui consiste à oxyder la couche de zinc dans des conditions contrôlées afin d’obtenir un film d’oxyde de zinc passivé, ce qui fournit une résistance accrue contre la corrosion.

Bien que la passivation ait toujours été requise sur les aciers galvanisés dans les systèmes de refroidissement évaporatifs, celle-ci est devenue un sujet de discussion de plus en plus répandu. Auparavant, les unités de refroidissement étaient fabriquées à l’avance et laissées à l’extérieur jusqu’à leur acquisition. Pendant ce temps, les tours étaient exposées aux intempéries extérieures comme la pluie et la condensation. Ainsi, les tours étaient passivées naturellement. Le progrès dans les techniques de fabrication ont réduit le temps requis pour concevoir, construire et assembler chaque unité. Aujourd’hui, presque toutes les tours de refroidissement commencent leur fabrication au moment de la commande d’achat. Par conséquent, la plupart des unités n’ont pas la possibilité d’être passivées naturellement. Ainsi, un programme de passivation doit être mis en œuvre dès que possible suite à l’installation, avant que le système ne soit en contact avec de l’eau de refroidissement qui circule et refroidit le procédé.

Formation De Rouille Blanche

Lorsqu’une surface galvanisée non passivée est exposée à une eau de refroidissement en recirculation, qui est habituellement riche en oxygène et avec un pH alcalin, il y aura formation de rouille blanche. La rouille blanche est un produit de corrosion du zinc. Elle se compose de zinc, d’oxygène, d’eau et de carbonate. La rouille blanche peut se former sans traverser la couche de zinc. Si tel est le cas, le principal inconvénient sera l’apparence indésirable mais ceci ne causera pas réellement de problème à la tour de refroidissement. Cependant, si le processus de corrosion se poursuit, il peut traverser le revêtement de zinc et ainsi exposer l’acier à la corrosion. Si cela se produit, le zinc n’offrira plus de protection et l’acier pourra se corroder rapidement, ce qui pourra entrainer une défaillance prématurée. Le bassin est très susceptible à ce genre de problème puisqu’il demeure en contact en tout temps avec l’eau pendant l’opération du système. Ainsi, il est primordial que le zinc soit correctement passivé pour assurer une protection maximale contre la corrosion et par le fait même, prolonger la vie de l’équipement.

Considérations

Lors de l’installation d’une nouvelle tour de refroidissement, il existe plusieurs facteurs importants qui devront être pris en considération en ce qui concerne la passivation. Tout d’abord, un bassin en acier inoxydable devrait être considéré lors de l’achat de la tour de refroidissement. Comme mentionné précédemment, les bassins sont les plus susceptibles d’être détériorés par la rouille blanche. Bien que plus couteux, l’acier inoxydable ne nécessite pas de passivation et ne sera pas touché par le phénomène de rouille blanche. Généralement, un bassin en acier inoxydable offrira une bien meilleure durée de vie qu’un bassin en acier galvanisé. Dans le cas où un bassin en acier galvanisé est sélectionné, une passivation sera nécessaire. Pour ce faire, il sera nécessaire de considérer les éléments suivants pour bien protéger votre investissement. Tout d’abord, la composition de l’eau d’alimentation jouera un rôle important. Les systèmes avec une eau d’alimentation élevée en minéraux dissous ou en alcalinité totale peuvent nécessiter l’ajout d’acide pour maintenir les bons paramètres de l’eau afin de promouvoir la passivation. Pour favoriser la passivation du revêtement de zinc, il est conseillé de maintenir des conditions spécifiques de l’eau ainsi que le contact de l’eau avec les surfaces galvanisées. Les paramètres principaux de la qualité de l’eau devraient être les suivants :

• Niveau de dureté élevé (> 100ppm)
• pH neutre (environ 6.5 à 7.3)
• Solides dissous totaux bas
• Présence d’ortho-phosphate

En second lieu, dans la mesure du possible, les systèmes devraient être passivés dans des conditions où il y a très peu ou pas de charge. Dans un système avec une très faible charge, il est parfois possible de maintenir l’eau dans des conditions de passivations optimales en ajoutant seulement du phosphate au besoin. Dans ces conditions, les ventilateurs peuvent être démarrés à l’occasion, ce qui aura pour effet de générer des cycles de mouillage/séchage qui permettront une meilleure passivation de toutes les surfaces. Cependant, si le système est sous charge durant la passivation, il est probable qu’une purge de l’eau soit nécessaire et qu’ainsi, l’ajout d’acide soit requis pour maintenir le pH neutre. Dans ce cas, il faudra prévoir des coûts supplémentaires pour l’ajout d’acide ainsi que pour le phosphate perdu lors de la purge. Ce coût supplémentaire dépendra de la taille du système, de la quantité d’eau nécessaire pour la passivation en plus des équipements de dosage d’acide nécessaires pour un contrôle efficace du pH. De plus, la réaction de formation de rouille blanche sera accélérée par la chaleur du procédé. Plus l’eau circulante est chaude, plus rapide sera le taux de corrosion du zinc. Ceci sera plus préoccupant dans un système de condenseur évaporatif car la source de chaleur est à l’intérieur du tuyau galvanisé. Un programme de passivation réussi nécessitera une coopération entre le responsable du traitement de l’eau, l’entrepreneur mécanique et l’utilisateur du système afin d’atteindre les conditions requises pour favoriser la passivation.

Conclusions

Lorsqu’une couche de galvanisé est maintenue sur l’acier d’une tour de refroidissement ou de toutes autres surfaces d’un système de refroidissement par évaporation, celle-ci permet de ralentir la vitesse de corrosion de l’acier sous le film protecteur. Cela favorise une protection acceptable de l’acier et maximise la durée de vie de l’équipement tout en minimisant le coût global d’opération. Cependant, l’acier doit demeurer entièrement recouvert du revêtement de zinc galvanisé pour maintenir cette inhibition de la corrosion. La formation de rouille blanche sur les surfaces galvanisées peut éventuellement mener à une perte du revêtement de zinc localement. Ceci entraîne alors une corrosion locale rapide de l’acier exposé. La passivation adéquate du revêtement de zinc sur les surfaces peut améliorer considérablement la résistance à la corrosion du revêtement en prolongeant la protection de la structure en acier. Ce processus peut être répété sur les systèmes d’évaporation de refroidissement qui ont déjà été en service pour rétablir la couche protectrice d’oxyde de zinc. Toutes les surfaces galvanisées doivent être inspectées régulièrement pour évaluer la formation de rouille blanche, et la procédure doit être répétée au besoin. Parlez à votre spécialiste du traitement de l’eau pour toute question spécifique que vous pourriez avoir au sujet de votre installation.