Inhibiteurs de corrosion pour chaudières : types, dosage et surveillance

Types courants d’inhibiteurs de corrosion pour chaudières et quand les utiliser

Différentes compositions chimiques d'inhibiteurs s'attaquent à différents mécanismes de corrosion. Choisissez en fonction du type de chaudière (vapeur ou eau chaude fermée), de la chimie de l'eau, de la métallurgie et des limites de rejet/réglementation.

Éliminateurs d'oxygène (par exemple, sulfite de sodium, alternatives à l'hydrazine)

Objectif : Éliminer l’oxygène dissous pour éviter les piqûres et la corrosion sous-dépôt. Typique pour le traitement de l'eau d'alimentation dans les systèmes à vapeur et pour l'appoint désaéré où l'oxygène résiduel reste.

Amines de tournage (amines volatiles)

Objectif : Former un mince film hydrophobe sur les surfaces métalliques côté condensat et vapeur pour protéger les conduites de condensat, les purgeurs de vapeur et les échangeurs de chaleur. Utilisé dans les systèmes où la corrosion par condensat (corrosion de neutralisation) est courante.

Constructeurs de phosphate/alcalinité

Objectif : Maintenir l’alcalinité de l’eau en vrac et former des couches protectrices de phosphate sur l’acier dans les chaudières à basse pression ou les systèmes d’eau d’appoint. Doit être contrôlé pour éviter le transfert et le dépôt.

Nitrite/Molybdate pour les systèmes en boucle fermée

Objectif : Assurer une inhibition de la corrosion des métaux ferreux dans les systèmes d'eau chaude fermés (par exemple, hydroniques). Nitrite généralement utilisé pour les systèmes fermés oxygénés ; le molybdate peut être choisi là où le nitrite est incompatible.

Dispersants polymères et inhibiteurs de seuil

Objectif : Maintenir les oxydes de fer et les précipités de dureté dispersés afin qu’ils ne forment pas de sites de corrosion denses sous-dépôts. Souvent utilisé en combinaison avec d’autres inhibiteurs.

Comment sélectionner le bon programme d'inhibiteurs

La sélection nécessite l'équilibrage de la métallurgie du système, la qualité de l'eau d'alimentation, la pression/température de fonctionnement, les contraintes environnementales et la compatibilité avec les produits chimiques existants.

• Identifier les mécanismes de corrosion dominants (piqûres d'oxygène, corrosion générale uniforme, corrosion caverneuse, corrosion par condensat).
• Cartographiez les matériaux du système (acier au carbone, alliages de cuivre, nuances d’acier inoxydable) et priorisez la protection des pièces les plus vulnérables.
• Examinez les limites réglementaires pour les effluents (phosphate, nitrite, molybdate) et choisissez des produits chimiques qui répondent aux restrictions de rejet.
• Vérifiez la compatibilité chimique avec les biocides, les inhibiteurs de tartre et les produits chimiques adoucissants/régénérants existants.
• Effectuez un test de compatibilité et de performances en laboratoire à petite échelle (coupon ou cylindre rotatif) avant une adoption à grande échelle.

Principes de dosage et exemple de calcul

Les cibles posologiques sont normalement exprimées en mg/L (ppm) d’inhibiteur actif. Options de stratégie de dosage : alimentation continue (préférée pour les systèmes en régime permanent) ou dosage par injection périodique (utilisé pour la maintenance ou le démarrage).

Étapes de dosage pratiques

• Établissez la concentration résiduelle cible pour l'inhibiteur (par exemple, 150 à 300 ppm pour certaines amines filmantes ou 200 ppm actives pour un désoxygénant spécifique - suivez les instructions du fabricant).
• Mesurez avec précision le volume du système (litres ou gallons), y compris les conduites et les chemins de retour des condensats.
• Choisissez le(s) point(s) d'alimentation où le produit chimique se mélangera rapidement (conduite d'appoint/eau d'alimentation, retour de condensat pour filmer les amines).
• Utilisez une pompe doseuse dimensionnée pour maintenir la concentration cible compte tenu des taux d’appoint et de purge.

Exemple de calcul (chiffre par chiffre)

Supposons que le volume du système = 10 000 L et l’inhibiteur cible = 200 mg/L (ppm) actif. Calcul :

Étape 1 : Multipliez le volume par la concentration cible : 10 000 × 200 = 2 000 000 (unités : mg).
Étape 2 : Convertissez les mg en grammes : 2 000 000 ÷ 1 000 = 2 000 g.
Étape 3 : Convertissez les grammes en kilogrammes : 2 000 ÷ 1 000 = 2 kg.
Masse requise d'inhibiteur actif = 2 kg pour atteindre 200 mg/L dans 10 000 L.

Surveillance et contrôles analytiques

Mettez en œuvre un programme de surveillance qui vérifie la présence d'inhibiteurs et l'état du système – ne vous fiez pas uniquement aux durées de fonctionnement des pompes.

Mesures de routine essentielles

• Inhibiteur résiduel (kits de test spécifiques au fabricant ou analyse en laboratoire) — fréquence : quotidienne à hebdomadaire en fonction de la criticité.
• pH de l'eau d'alimentation, de l'eau de chaudière et des condensats : contrôle l'alcalinité et aide à détecter les attaques acides ou la suralimentation.
• L'oxygène dissous (OD) au niveau de l'appoint et après le dégazage — confirme l'efficacité du désoxygénant.
• Concentrations de fer (Fe) et de cuivre (Cu) en ppm ou ppb – des niveaux croissants indiquent une activité de corrosion.
• Vérification du contrôle des matières dissoutes totales (TDS) / conductivité et purge.
• Inspection visuelle des pièges, des crépines et des points d'échantillonnage ; tests périodiques d'exposition des coupons métalliques pour le taux de corrosion (mm/an).

Points d'injection, équipements et stratégies de contrôle

Un emplacement d’injection approprié détermine les performances. Pour les produits chimiques volatils, injecter dans l'eau d'alimentation ou dans le retour de vapeur/condensat ; pour les inhibiteurs en vrac, injectez dans l’eau d’alimentation ou le puits chaud.

• Réservoir d'eau d'alimentation/dégazeur : idéal pour les capteurs d'oxygène et les produits chimiques alcalins en vrac.
• Puits chaud / retour de condensats : Préféré pour filmer les amines afin de protéger les conduites de condensats et les échangeurs de chaleur.
• Conduite d'alimentation de la chaudière en aval du dégazeur : assure le mélange à l'eau en vrac avant la vaporisation.
• Utiliser des pompes doseuses et des clapets anti-retour non corrosifs et conformes aux normes NSF/ASME ; installer des ports d’échantillonnage en amont et en aval des points d’injection.

Dépannage des problèmes courants

L'identification rapide des problèmes d'alimentation ou de compatibilité réduit les temps d'arrêt. Utilisez les symptômes des données mesurées pour isoler les problèmes.

Symptôme : teneur élevée en fer de manière persistante dans l’eau de chaudière

• Causes possibles : sous-dosage, points morts avec pénétration d'oxygène, mauvaise désaération. Actions : vérifier les résidus, augmenter le jet de récupération d'OD, inspecter le dégazeur et le retour de condensat pour déceler les fuites d'air.

Symptôme : mousse ou résidu

• Causes possibles : excès de phosphate ou de matières organiques ; précipités difficiles à dissoudre; amines condensables provoquant un transfert. Actions : effectuer des contrôles de silice et de phosphate, réduire la concentration de phosphate, confirmer le contrôle de purge de la chaudière.

Symptôme : Corrosion des condensats

• Causes possibles : faible pH du condensat, entraînement acide, absence d'amine filmante. Actions : mesurer le pH des condensats, envisager un neutraliseur de condensats ou une injection d'amine filmée dans le retour des condensats.

Compatibilité, sécurité et considérations environnementales

Soyez conscient des interactions multichimiques, de la sécurité du personnel et des limites de rejet des eaux usées.

• Compatibilité : Ne mélangez jamais de produits chimiques inconnus sans tests en laboratoire. Les nitrites peuvent réagir avec certaines amines et matières organiques. La suralimentation en phosphate provoque des dépôts – équilibre avec le dispersant.
• Sécurité : De nombreux désoxygénants et produits à base d'amines concentrées sont dangereux : utilisez des EPI, des barrières de stockage et des plans d'intervention en cas de déversement appropriés.
• Réglementaire : Vérifiez les limites de rejet locales pour le phosphate, le molybdate et le nitrite. Lorsque le rejet est limité, optez pour des produits chimiques à faible impact ou un traitement sur site avant le rejet.

Tenue de registres et KPI

Tenez un journal simple qui relie les enregistrements d’alimentation chimique aux résultats de surveillance et aux événements de maintenance. Les KPI utiles incluent le taux de corrosion (mm/an), la tendance Fe ppm, les résidus d’inhibiteur et la fréquence de purge.

Liste de contrôle de mise en œuvre pratique

• Auditez les volumes d’eau du système, la métallurgie et la chimie d’appoint.
• Choisissez une famille d’inhibiteurs adaptée au mécanisme de corrosion primaire.
• Exécutez un coupon de banc ou un test en laboratoire pour confirmation avant le déploiement à l’échelle de l’usine.
• Installez des compteurs, des ports d'échantillonnage et effacez les SOP pour l'alimentation et la surveillance.
• Enregistrez les résultats et ajustez les taux d’alimentation en fonction des résidus mesurés et des tendances du fer.

Le respect de ces étapes pratiques réduira les taux de corrosion, diminuera la maintenance imprévue et prolongera la durée de vie des composants. Si vous le souhaitez, je peux produire une feuille de calcul de dosage imprimable ou un exemple de SOP pour le contrôle des inhibiteurs à alimentation continue, adapté au volume de votre système et au taux d'appoint.