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La CCBDA publie ici quelques renseignements sur les facteurs
susceptibles de réduire la durée de service des conduites et raccords
servant à la réalisation des réseaux de recirculation deau chaude.
Elle espère ainsi répondre aux questions qui lui sont posées sur
le phénomène de corrosion attribuable aux effets de la turbulence-
Les systèmes de recirculation deau chaude que lon trouve
dordinaire dans les immeubles à habitation ou les édifices commerciaux
sont constitués dune boucle de conduites dans lesquelles leau
chaude fournie par les réservoirs ou chauffe-eau circule grâce
à une ou plusieurs pompes. Cette boucle permet lalimentation
de la plupart des points de limmeuble dans un délai relativement
court.
Lexamen de divers échantillons de tuyaux et de raccords
de cuivre provenant des systèmes de recirculation deau chaude
révèle que la corrosion est attribuable aux facteurs suivants:
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| 1) |
vitesse découlement deau supérieure à cinq pieds par seconde; |
| 2) |
canalisations de calibre sous-dimensionné causant une élévation
de la vitesse découlement; |
| 3) |
pompe de circulation surdimensionnée et sans dérivation, provoquant
une vitesse découlement trop élevée; (voir la photo 1) |
| 4) |
changements nombreux et/ou brusques du sens de lécoulement; |
| 5) |
bavures laissées par une opération de coupe de tube; |
| 6) |
choix erroné de soudure tendre ou joints brasés; |
| 7) |
choix erroné de robinets détranglement servant à équilibrer les
pressions et les débits du système. |
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Lutilisation dune pompe surdimensionnée ou la pose de canalisations
de distribution sous-dimensionnées provoque une élévation de la
vitesse découlement de leau dans le système de recirculation.
Il existe plusieurs solutions permettant de remédier au problème
et dempêcher la corrosion par érosion. Il sagit avant tout de
réduire la vitesse découlement ou dempêcher la turbulence aux
points de branchements et au niveau des raccords. Parmi les différentes
solutions, retenons la pose dune conduite de dérivation près
de la pompe pour réduire le débit de sortie effectif, dune pompe
de moindre capacité ou dun robinet détranglement ou déquilibre
en aval de la pompe pour réduire le débit, et de tubes de calibre
supérieur dans les zones touchées.
Il ne suffit pas de réduire le débit. Il faut aussi limiter
à 60° C (140° F) la température de leau chaude domestique. Autrement,
elle risque de provoquer la corrosion du cuivre et des autres
matériaux.
La corrosion par érosion est un phénomène qui sobserve aussi
dans les conduites deau froide bien quil soit peu fréquent.
Les recommandations présentées dans ce document sappliquent donc
autant pour les systèmes de distribution d'eau chaude que pour
les systèmes de distribution deau froide.
La perte de pression causée par la friction est plus ou moins
fonction du carré de la vitesse découlement du fluide. Plus la
vitesse augmente, plus laction abrasive sur la paroi du tube
et les risques dérosion augmentent. Létendue de lérosion causée
par une vitesse trop élevée dépend des propriétés physiques du
matériau ayant servi à fabriquer le tube ou des obstacles à lécoulement,
bavures aux extrémités du tube, dépots de soudure ou autres accumulations
minérales.
La corrosion par érosion est un phénomène qui sobserve aux
points où se crée la turbulence. Cette turbulence empêche la formation
du film protecteur qui recouvre normalement la paroi interne du
tube et provoque lérosion de la surface du cuivre à ce point.
Une vitesse découlement trop élevée, des changements brusques
du sens de lécoulement, des bavures ou des dépôts de soudure
sont autant de facteurs pouvant expliquer la turbulence.
Toute trace de corrosion par érosion se reconnaît facilement
par laspect de la surface endommagée. Dhabitude, celle-ci présente
de profondes dépressions ouvertes en forme de fer à cheval en
aval (voir la photo 2). Le point où le métal est le plus corrodé
se situe généralement juste en aval dun joint ou dun obstacle.
Comme les zones piquées favorisent de la turbulence, la corrosion
progresse davantage en aval. Il arrive parfois que la surface
du tube soit rugueuse sur toute sa longueur. Bien que les piqûres
en forme de fer à cheval ne soient pas très apparentes, lamincissement
de la paroi du tube en soi est bien visible. Lorsque la vitesse
découlement nest pas élevée en aval de la zone de forte turbulence,
leau peut se remettre à passer en ligne droite et ce segment
de tube peut être exempt de piqûres.
La figure A illustre le passage en ligne droite dun liquide dans un segment
de tube non obstrué ou une canalisation dans laquelle des changements
de sens de lécoulement se produisent à vitesse réduite. La figure B illustre la turbulence causée par des changements brusques de
sens de lécoulement se produisant à un rythme accéléré et par
des bavures à lune des extrémités dun tube. Les figures C et D illustrent la corrosion par érosion causée par des bavures et
par des dépôts de soudure, respectivement.
La cavitation est un phénomène pouvant sobserver dans les
réseaux où la vitesse découlement est élevée et où lon observe
des changements brusques de sens de lécoulement ou des obstacles
à lécoulement, comme des bavures. Dans un raccord, la force centrifuge
engendrée autour dun coude à rayon réduit dans lequel la vitesse
découlement est élevée provoque une hausse de la pression dans
la partie extérieure du coude, ce qui fait baisser la pression
au niveau du col.
Dans la zone de basse pression située à lintérieur dun
coude, la pression peut être inférieure à la pression atmosphérique
et provoquer la formation de bulles dair. En passant par une
zone où le niveau de pression est normal, ces bulles se brisent
et limpact de leur rupture cause lérosion de minuscules particules
métalliques circulant près de la paroi interne du tube. Après
un certain temps, la canalisation ou le raccord se perfore.
Il convient dobserver les règlements du code de plomberie en
vigueur dans la région lorsquon désire tenir compte des recommandations
suivantes:
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| 1) |
Le système de recirculation deau chaude doit être conçu de manière
que la vitesse découlement ne dépasse jamais 5 pieds par seconde
lorsque la température nexcède pas 60° C (140° F). La vitesse
découlement ne devrait jamais excéder 3 ou 4 pieds par seconde
lorsque la température est supérieure à 60° C. |
| 2) |
Des dispositions doivent être prises pour empêcher que des changements
brusques de sens de lécoulement ne se produisent. |
| 3) |
L'élimination des bavures aux extrémités des tubes est nécessaire
avant de réaliser un joint. |
| 4) |
Tous les joints soudés doivent être réalisés conformément à la
norme B828 de l'ASTM intitulée "Making Capillary Joints by Soldering of Copper Alloy Tube and
Fittings" |
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