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Teneur en cuivre de l'eau d'alimentation des chaudières

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Détermination peu coûteuse par voltampérométrie anodique (ASV)

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Les alliages de cuivre sont utilisés dans les condenseurs et les échangeurs de chaleur du cycle eau-vapeur en raison de leurs propriétés supérieures de transfert de chaleur. Toutefois, ces matériaux sont sensibles à la corrosion due à l'ammoniac et à l'oxygène dissous. Cela peut entraîner non seulement une fissuration par corrosion sous contrainte, mais aussi la perte de mégawatts lorsque des dépôts de cuivre se forment sur les pales des turbines à haute pression. La surveillance des niveaux de cuivre dans l'eau d'alimentation permet de contrôler la corrosion avant qu'elle n'affecte négativement l'efficacité de la centrale électrique. La voltampérométrie à stripping anodique (ASV) est une méthode sensible et peu coûteuse pour déterminer la présence de cuivre dans l'eau d'alimentation.

Pour les alliages de cuivre dans le système de chaudière, les principales causes de corrosion sont la valeur du pH (alcalinité P) et l'oxygène dissous. Un dégazeur et des produits chimiques de traitement de l'eau, tels que le sulfite de sodium ou l'hydrazine comme piégeurs d'oxygène, peuvent être utilisés pour contrôler la teneur en oxygène dissous dans l'eau de la chaudière et le condensat. Cependant, l'hydrazine peut se décomposer en ammoniac, qui est corrosif pour le cuivre. Le cuivre dissous se redéposant sous forme de cuivre métallique sur les surfaces en acier, il provoque une corrosion galvanique du fer. En raison des effets négatifs de la corrosion du cuivre, l'American Society of Mechanical Engineering (ASME) recommande, dans ses directives sur la qualité de l'eau, une concentration en cuivre de 0,01 à 0,05 ppm (mg/L) dans l'eau d'alimentation des chaudières, en fonction de la pression du tambour. Les limites fixées par la norme EN 12953-10 se situent dans une fourchette similaire : <0,03 à <0,05 ppm de cuivre dans l'eau d'alimentation et moins de 0,1 ppm de cuivre dans l'eau d'appoint.

La voltampérométrie est une méthode sensible pour la détermination de métaux tels que le cuivre ou le fer. La voltampérométrie à stripping anodique (ASV) conforme à la norme DIN 38406-16 permet de déterminer les concentrations de cuivre jusqu'à 0,001 ppm. Cette méthode utilise une électrode à goutte de mercure. Il est également possible d'utiliser une électrode à microfils d'or, qui permet d'atteindre une limite de détection d'environ 0,0005 ppm de cuivre. Aucune préparation de l'échantillon d'eau de chaudière collecté n'est nécessaire avant l'analyse pour les deux méthodes. Comparée à la spectroscopie d'absorption atomique (AAS) ou au plasma inductif (ICP), l'ASV est une alternative viable et moins sophistiquée pour la détermination du cuivre dans l'eau d'alimentation des chaudières, avec un investissement modéré en matériel et de faibles coûts d'exploitation. Pour en savoir plus sur cette méthode, téléchargez nos documents d'application gratuits sur l'analyse du cuivre dans les échantillons d'eau.