Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches Société Suisse de l Industrie du Gaz et des Eaux Società Svizzera dell Industria del Gas e delle Acque Swiss Gas and Water Industry Association SVGW SSIGE SSIGA SGWA W10 019 f édition février 2011 INFORMATION Notice technique Formation de dépôts sur les raccords en laiton dans les circuits d eau chaude SSIGE, Grütlistrasse 44, case postale 2110, 8027 Zurich Téléphone 044 288 33 33, fax 044 202 16 33, www.ssige.ch
Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches Société Suisse de l Industrie du Gaz et des Eaux Società Svizzera dell Industria del Gas e delle Acque Swiss Gas and Water Industry Association SVGW SSIGE SSIGA SGWA W10 019 f édition février 2011 INFORMATION Notice technique Formation de dépôts sur les raccords en laiton dans les circuits d eau chaude Copyright by SVGW, Zürich Impression: Stämpfli Publikationen AG Tirage 02/2011: 100 exemplaires Reproduction interdite En vente auprès de l administration de la SSIGE (support@ssige.ch) SSIGE, Grütlistrasse 44, case postale 2110, 8027 Zurich Téléphone 044 288 33 33, fax 044 202 16 33, www.ssige.ch
TABLE DES MATIÈRES pages 1 Introduction 4 2 Objectif et domaine d application 4 3 Caractérisation des dommages 4 4 Mécanisme de formation des dépôts 5 5 Solutions 6 5.1 Introduction 6 5.2 Intégration d un pont d isolation 6 5.3 Séparation galvanique 6 W10 019 f, édition février 2011 3/6
1 Introduction A l intérieur des raccords en laiton intégrés dans les systèmes d eau chaude, on constate des dépôts plus ou moins importants pouvant perturber le débit. Nous allons discuter des mécanismes en cause et des mesures de protection possibles. 2 Objectif et domaine d application La présente notice technique présente les principes de base ainsi que des solutions concrètes pour réduire les dépôts sur les raccords en laiton dans les circuits d eau chaude. 3 Caractérisation des dommages Généralement, les effets apparaissent aux entrées et aux sorties des chauffe-eau équipés d une protection cathodique contre la corrosion. Les dépôts se produisent dans une zone assez limitée (étendue 1,5 à 2,5 cm), au niveau des raccords d entrée et de sortie en laiton. Divers produits de réaction «granuleux» rougeâtres parsemés de points verts et gris se déposent à l intérieur des raccords, sur quasiment toute la section. Juste à côté, au niveau du chauffe-eau, seules de minces couches marron rougeâtre ou des colorations marron sont visibles. Coté tuyauterie, aucune coloration n est visible sur le laiton, en dehors des dépôts. Fig. 1 Dépôt dans un raccord en laiton (1 pouce). Le raccord au chauffe-eau se trouve du côté droit. Sous les dépôts, la surface est pratiquement dans son état d origine, on ne constate aucune abrasion du matériau. Les dépôts contiennent de grandes quantités de calcium, de carbone et d oxygène, ainsi que de petites quantités de cuivre et de magnésium. En fait, ces dépôts sont essentiellement composés de calcaire. 4/6 W10 019 f, édition février 2011
4 Mécanisme de formation des dépôts Les principales causes de précipitations locales de calcaire dans les systèmes d eau chaude sont les différences de températures, la présence de surfaces avec des germes de cristallisation (par ex. dépôts) ou l entrée de courant continu. La présence d éléments galvaniques entre différents matériaux (par ex. laiton et acier galvanisé) ou la protection cathodique engendre du courant continu. A titre d exemple, la formation de dépôts causés par la protection cathodique ainsi que les mesures de protection possibles sont discutés et illustrés ci-dessous. Le principe de la protection cathodique repose sur l entrée de courant dans toutes les surfaces métalliques nues ainsi que dans les défauts du revêtement intérieur du chauffe-eau. Cette entrée de courant entraîne une réduction de l oxygène présent dans l eau ainsi qu une augmentation du ph. Le courant de protection avance de quelques centimètres dans les conduites adjacentes (fig. 2). Le flux de courant dans le tuyau dépend de son diamètre, de la conductivité de l eau et du niveau de protection cathodique. La modification de la valeur du ph par l entrée du courant de protection décale l équilibre calco-carbonique et favorise la précipitation de calcaire. Si ceci se produit directement au niveau de la surface métallique, une fine couche de calcaire isolante se forme sur la surface métallique protégée cathodiquement. Le flux de courant et ainsi la précipitation de calcaire sont alors généralement fortement freinés et cessent pratiquement dans de nombreux cas. Si l eau contient des quantités suffisantes d ions cuivre, du cuivre se dépose également sur la surface métallique dans les pores de la couche de calcaire. Le cuivre qui s est déposé confère aux dépôts leur coloration caractéristique. Le cuivre rend la couche de calcaire conductrice, et le flux de courant est maintenu, ce qui entraîne la poursuite de la croissance de la couche de calcaire et une diminution du diamètre de la conduite. Le mécanisme décrit explique à la fois le cuivrage de la conduite du côté du chauffe-eau et la formation des importants dépôts, ainsi que la surface de laiton polie du raccord côté tuyauterie. La précipitation du calcaire est également favorisée par le décalage de l équilibre calco-carbonique dû aux émissions de CO 2 lors de l augmentation de la température dans le chauffe-eau et du refroidissement dans la zone des raccords. Fig. 2 Situation schématique d un raccord en laiton (jaune) vissé dans un chauffe-eau (gris), équipé d une protection cathodique avec une anode sacrificielle en magnésium (rouge). Le courant de protection cathodique (flèches) entre jusqu à une profondeur donnée à l intérieur du raccord et entraîne la séparation du cuivre métallique ainsi que l entartrage de la surface métallique. W10 019 f, édition février 2011 5/6
5 Solutions 5.1 Introduction D après les informations disponibles, les dépôts locaux exceptionnellement importants apparus sur les raccords en laiton devraient principalement être dus aux protections cathodiques des chauffe-eau, en association avec de l eau contenant des ions calcium et cuivre. Les solutions sont comparables à celles destinées à empêcher la corrosion par la formation d éléments galvaniques (notice technique SSIGE N o.w10018). 5.2 Intégration d un pont d isolation La solution idéale est de réduire l arrivée du courant dans les raccords en utilisant des raccords isolés intérieurement ou en isolant les connexions au chauffe-eau. La longueur de la zone isolante doit idéalement correspondre à cinq fois le diamètre de la conduite (fig. 3a). Cette partie peut aussi être en plastique, pièce isolante (fig. 3b). Il faut noter que les éventuels éléments de raccord de la conduite en plastique au chauffe-eau doivent également avoir un revêtement intérieur. Fig. 3 Solutions de réduction des dépôts dans les conduites de raccord à un chauffe-eau équipé d anodes galvaniques (rouge). a) revêtement intérieur du raccord en laiton (jaune) et des conduites de raccordement adjacentes en acier inoxydable (bleu); b) montage d une conduite en plastique (pièce isolante). 5.3 Séparation galvanique En principe, une séparation galvanique entre le chauffe-eau et les raccords en laiton peut également faire l affaire. Mais en pratique, celle-ci est souvent chère et difficile à réaliser. Le montage d un raccord d isolation entre les deux éléments n atteindra généralement pas son objectif, car le chauffe-eau ainsi que la conduite sont raccordés à l équipotentielle et donc connectés métalliquement; la bride isolante est alors court-circuitée et devient donc inutile. 6/6 W10 019 f, édition février 2011