Durant les grandes chaleurs de l’été, beaucoup d’entre nous sont heureux d’avoir un système d’air conditionné pour se rafraîchir. Au cœur de plusieurs grands systèmes de ce type, il y a un échangeur thermique rempli de centaines de tubes servant à réguler la température. Comme vous pouvez l’imaginer, il peut être difficile d’inspecter tous ces tubes pour y déceler la corrosion.
Les échangeurs thermiques sont présents partout. Ils sont utilisés tant pour le chauffage que pour le refroidissement dans les centrales électriques, les usines chimiques, les raffineries, les usines de traitement des eaux usées et bien d’autres endroits. On inspecte régulièrement les tubes à l’intérieur de ces échangeurs pour y déceler des amincissements de parois et d’autres types de corrosion qui pourraient se traduire par des défaillances des échangeurs qui elles, peuvent entraîner des dommages coûteux.
Inspection des tubes d’échangeurs thermiques
Un échangeur thermique multitubulaire est constitué d’un lot regroupant des centaines de tubes. Selon les conditions, tous les tubes doivent être intégralement ou partiellement inspectés. Les tubes défectueux sont soit remplacés, soit scellés à l’aide de bouchons afin de les rendre inutilisables. Compte tenu du nombre de tubes à inspecter, rapidité et précision sont de mise.
Il existe trois méthodes appliquées pour inspecter les tubes d’échangeurs thermiques, chacune d’elles disposant de ses propres avantages : inspection par courants de Foucault, inspection au moyen de sondes IRIS et inspection visuelle au moyen d’un vidéoscope.
Méthode 1 : inspection par courants de Foucault
L’inspection par courants de Foucault (ECT) est une méthode d’inspection sans contact utilisée pour détecter et mesurer les discontinuités du métal, telles que la corrosion, l’érosion, l’usure, les piqûres, les coupures dues aux plaques de support, la dégradation des parois et les fissures des tubes non ferromagnétiques en acier inoxydable austénitique (SS304/SS316, par exemple), en laiton, en cuivre-nickel, en titane, en cuivre et en alliage Monel. Dans le cadre de cette technique, une sonde est excitée par un courant alternatif, générant des courants de Foucault dans le tube. Toute discontinuité ou toute variation des propriétés du matériau affectant le flux des courants de Foucault est interprétée comme un défaut potentiel.
Un appareil de recherche de défauts par courants de Foucault récupère ces signaux et les affiche sous la forme d’un plan d’impédance et d’une représentation temporelle. Un inspecteur qualifié utilise les courbes d’étalonnage pour identifier les défauts à l’écran. L’inspection ECT a le principal avantage d’être rapide : un inspecteur peut faire passer la sonde à travers le tube à une vitesse jusqu’à 2 m/s (6,6 pieds/s).
Méthode 2 : inspection au moyen de sondes IRIS
Les sondes IRIS (Internal Rotary Inspection System) appliquent une technique ultrasonore souvent utilisée pour inspecter les tubes des installations pétrochimiques et des parties classiques (BOP) des centrales nucléaires. Les sondes IRIS fonctionnent par écho d’impulsion : des impulsions ultrasonores sont transmises et reçues par la pompe afin de mesurer l’épaisseur des parois, la perte de matériau et l’orientation des défauts dans les tubes dont le diamètre intérieur est compris entre 0,5 pouce et 3 pouces.
La sonde IRIS se compose d’une sonde ultrasonore qui émet dans la direction des axes du tube. Un miroir monté sur une turbine à propulsion hydraulique dévie le faisceau ultrasonore afin d’obtenir une onde d’incidence normale sur la paroi interne du tube. Le miroir tourne autour de l’axe, permettant d’examiner toute la circonférence du tube. Une sonde IRIS complète comprend un câble, une unité de centrage, une turbine et une sonde. La vitesse de balayage de la sonde IRIS est limitée à 50 mm/s (2 pouces/s).
Sonde IRIS
Méthode 3 : inspection visuelle effectuée au moyen d’un vidéoscope
L’inspection visuelle à distance (RVI) est idéale lorsque vous devez examiner des zones difficiles d’accès. Les vidéoscopes sont munis à l’extrémité de leurs tubes d’insertion d’une petite puce de capteur qui permet la saisie de vidéos et d’images fixes. Le capteur transmet ces images sur un écran LCD pour permettre à un inspecteur de les examiner.
Un vidéoscope permet à un inspecteur de voir comment se présente un défaut à l’intérieur des tubes d’échangeurs thermiques. Aucune technique spéciale n’est requise pour utiliser un vidéoscope, lequel est simple et rapide à configurer et à nettoyer. Il suffit de mettre le vidéoscope en marche pour pouvoir commencer l’inspection.
Les vidéoscopes de la série IPLEX™ sont dotés de fonctionnalités avancées permettant aux inspecteurs de mesurer la hauteur et la profondeur de la corrosion à l’intérieur des tubes. Certains instruments, tels que le vidéoscope IPLEX NX, prennent en charge la modélisation 3D. Les inspecteurs peuvent d’autant mieux comprendre la forme et la taille des zones de corrosion. Parmi les autres avantages de cette méthode, citons les images 3D en couleur. Particulièrement utiles pour la production de rapports, elles montrent clairement l’état d’un tube aux propriétaires des installations concernées. L’acquisition de données de mesure et la création de modèles 3D se font rapidement et efficacement, sans qu’aucun étalonnage chronophage ne soit requis.
Chaque méthode d’inspection offre des caractéristiques particulières, vous pouvez donc choisir celle qui convient le mieux selon vos exigences en la matière.
Image de modélisation 3D
Comparaison des technologies d’inspection des tubes d’échangeurs thermiques
| Technologie | Taille de tube compatible | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Inspection par courants de Foucault | Diamètre interne : 7 à 105 mm env. Épaisseur : 0,56 à 3,4 mm env. | Estimation de l’emplacement de la corrosion dans un tube Rapide La section en U du tube peut être inspectée Compatible avec les matériaux non ferromagnétiques |
| Inspection au moyen de sondes IRIS | Diamètre interne : 11,4 à 76,2 mm env. Épaisseur : 1,7 à 6,1 mm env. | Inspection précise d’un tube entier Les inspecteurs peuvent identifier l’emplacement, la forme et la profondeur des défauts Une préparation spéciale et un nettoyage à l’eau sont requis |
| Inspection visuelle à distance | Diamètre interne : 6 mm env. Épaisseur : aucune | La corrosion à l’intérieur d’un tube peut être observée visuellement Il est impossible d’inspecter l’extérieur d’un tube La section en U du tube peut être inspectée Les défauts peuvent être mesurés Facilité d’utilisation, aucune technique spéciale requise |
Guide technologique de l’inspection des tubes
| Inspection par courants de Foucault | Inspection au moyen de sondes IRIS | inspection visuelle à distance | ||
|---|---|---|---|---|
| Section des tubes et matériau | Externe | ★★ | ★★ | - |
| Interne | ★★ | ★★ | ★★ | |
| Ferromagnétique | - | ★★ | ★★ | |
| Zone en U | ★★ | - | ★★ | |
| Avantages | Détection rapide des défauts | ★★ | - |
★
Pour vérifier l’aspect visuel |
| Inspection et mesure détaillées | ★ | ★★ |
★
Pour les défauts identifiés | |
| Préparation et nettoyage rapides | ★★ | - | ★★ | |
| Données faciles à comprendre pour les clients | - | ★ | ★★ |
Il est important d’assurer la sécurité des systèmes essentiels, et les inspecteurs ont besoin de divers outils pour accomplir leur travail. Nous mettons toutes ces solutions à votre disposition, vous permettant ainsi de choisir la plus adaptée au type d’échangeur thermique et aux objectifs de votre inspection.
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