ALTÉRATION PAR SURCHAUFFEMENT [)V MÉTAL

. Causes. — Parmi les accidents qui surviennent aux

L*res, beaucoup sont la conséquence d'un surchaufferaient

al qui, porté à une température trop élevée, diminue de

ice. s'altère, se ramollit, se fend et peut même finir par

pre sous l'action de la pression.

ureb autrement peut se produire dans plusieurs cas que

Ions successivement passer en revue.

. Abaissement du niveau de l'eau, — H y a d'abord

ement du niveau de l'eau dans la chaudière, par suite du

lî d'alimentation ou pour d'autres motifs tels que la com-

*FB. II. — tG

aiÂl MLRES A VAPEUR.

munication accidentelle, par la vidai' ec une cliau

voisine où la pression est plus faible, eU\

Aussitôt que IVau cesse de mouiller la tôle, la tempéralufl du mêlai s'élève et les phénomènes de détérioration se \u seul rapidement.

Les cli au (leurs doivent veiller avec le plus grand toi tenir le niveau à la hauteur normale et s'assurer fréquemment!] le* indicateurs, tubes de verre, llolteurs, etc., fonctionnent ■ \ ment ; il arrive trop souvent en eiïet que le lube de verre i et lé flotteur accroché ou noyé. Le soin de l'alimentation est poi le cha u fleur un des plus importants au point de vue d< l.i

893. Vaporisation trop rapide. — Le surchauffemJ peut encore résulter d'une vaporisation trop énergique sur \H parois fortement chaulTécs; c'est ainsi que, le long des face! verticales exposées au feu, la vapeur qui se dégage en aboudand forme un courant vertical qui grossit en montant et isole lemcUÎ du contact de l'eau. Cet eiïet est surtout sensible lorsque les deui faces d'une chaudière sont assez rapprochées pour que de grossi! bulles de vapeur puissent rester momentanément adhérent' deux parois, grossir peu à peu et ne se dégager que quand l'ao croissement de leur volume leur a communiqué une force a* sionnelle suffisante pour soulever la colonne d'eau qui les monte. Pendant tout le temps qu'elles restent attachées au: parois, celles-ci ne sont pas refroidies et se surchauffent. Mais dans les conditions ordinaires, on peut pousser les feux auss vivement qu'on le veut sans risquer de brûler les tôles, pourvi que celles-ci soient bien saines et bien mouillées par l'eau (M?)

Quelquefois le surchauffement provient de ce que la vapeu se cantonne dans le haut de tubes chauffés, d'où elle nepei dégager parce que les tubulures de départ ne sont pas pli au point haut.

894. Relèvement des caraeaux de fumée. — Dai certains cas enfin, soit par vice de construction, soit par <uii de la dégradation des maçonneries, l'intrados des carneau lève au-dessus du niveau de l'eau et la chambre de vapei alors exposée au contact des gaz de la combustion-

Cet état de choses constitue cm outre une contravention au règlement, qui exige que le niveau de l'eau soit toujours à six cm imètres au moins au-dessus de l'arête supérieure des car n eaux.

895 Incrustations, — Les incrustations peuvent occa- : • mer le surchauifement des tôles do chaudières quelles réouvrent. Il suflit en effet d'un dépôt de qmdques millimètres ïu coup de feu pour diminuer la transmission de la chaleur et élever notablement la température de la tôle. Mais les incruslaions qui se forment en se déposant régulièrement et lentement îe sont pas les seules qui soient à craindre. Dans nombre de îhaudiëres, on a constaté que les dépôts s'accumulent quelquebis rapidement et en abondance sur certains points el principaement au-dessus du coup de feu. Celle accumulation provient de e que lus incrustations formées dans d'autres parties de la chaulière se détachent sous forme d'écaillés et, entraînées par le co liant, viennent se réunir en un point déterminé de la chaudière, L chaque nettoyage, on trouve le dépôt au même endroit. Si les nettoyages ne sont pas faits en temps utile, ces dépôts, lorsqu'ils ont accumulés au-dessus du foyer, déterminent des coups du feu |ui nécessitent des réparations importantes, el il arrive souvent lue, les mêmes causes produisant les mêmes effets, des accidents dentiques se reproduisent toujours au même endroit.

896. Alimentation avec des eaux grasses. — La présence de matières grasses dans l'eau d'alimentation suffit quelquefois pour empêcher le contact de l'eau avec le métal et proluit par suite le surchauffement de ce dernier. Certains faits industriels, que nous allons rapporter sommairement, ont appelé sur ce point l'attention et démontré par de graves accidents que l'action des matières grasses pouvait être des plus nuisibles.

En 1864, aux forges de M. Borsig enSilésie, six chaudières à foyer extérieur furent établies pour le service des machines soufflantes.

Elles étaient alimentées avec de l'eau puisée dans deux bassins où se rendaient les purges des cylindres et l'eau de condensation. lu bout de quelques semaines, des fuites se déclarèrent aux oints et aux assemblages; elles devinrent bientôt si abondantes

qu'on fut obligé d'éteindre les feux et d'arrêter le haut fourneau On constata aux tôle* de forts coups de feu et dos avarie graves.

Oïl répara les chaudières avec soin et on remit en marche modifiant» pour trois d'entre elles, les dimensions de la grill et des rameaux.

Au hout de peu de temps on fut encore obligé d'iulerromp le travail.

On installa trois nouvelles chaudières à bouilleurs qui donnèrent pas de meilleurs résultats. Au bout de quaranù huit heures il se produisit des fuites, Le chauffage était si inèj; que le corps cylindrique reposant en avant sur la plaque foyer se soulevait de M millimètres et se baissait à ûhâd Ouverture de la porte avec une rapidité suffisante pour que mouvement fût sensible à la vue. On cherchait sans résultat cause de ces phénomènes lorsque, peu de temps après avoir i en feu une des chaudières, on entendit un bruit sourd suivi d un détonation et d'un soubresaut violent de la chaudière conduisit à penser que l'eau ne mouillait plus certaines partie des parois de la chaudière et que les matières grasses du bass d'alimentation pouvaient bien en être la cause.

On supprima les purges et les eaux de condensation i ce moment, les accidents cessèrent.

En 1866, MM. Farcot installèrent à Pont-Remy, pour Is ciété linière, UD générateur tabulaire de i(h) m. de suifa de chauffe; deux mois après la mise en marche, des fuites in tenses se déclarèrent presque subitement k toutes les elouur supérieures du foyer intérieur. Après avoir réparé avec soin, remit en feu ; le quatrième jour il se produisit de nouvelles fa tes identiques aux premières; on répara de nouveau et ain jusqu'à sept fois, et toules les réparations et les modificatio qu'on put faire n'amenèrent aucun résultat*

A bout de recherches, MM. Farcot finirent par penser qu»- 1 1 d'aliment atioti pouvait bien être la cause des accidents. Bien i la chaudière fût refusée en principe, on lit une nouvelle rép ration et on tenta un nouvel essai avec une eau différent*

depuis cet le époque , aucun accident n'est survenu et le générateur a fonctionné à l'entière satisfaction de la Société linière de Pont-Rem y.

Celaient bien réellement des matières grasses contenues dans l'eau d'alimentation qui étaient la cause de tous ces accidents, comme pour les chaudières de M, Borsig.

Si dans les deux premiers mois il n'y avait pas eu de fuites, c'est qu'on avait introduit journellement dans les chaudières eue certaine dose de carbonate de soude. Les accidents ont commencé dès qu'on a cessé d'employer ce sel.

Lorsqu'on examine la face interne des parois d'une chaudière qui a subi des accidents de ce genre, on la trouve recouverte •lune couche mince d'un dépôt formé d'une poudre grise mélangée quelquefois de masses d'une matière dure et cassante. La poudre est douce, légère et savonneuse ; mise dans l'eau, elle ne se mélange pas à ce liquide, n'est pas mouillée par lui et flotte a sa surface. L'eau qu'on verse sur elle se met en gouttelettes.

L'analyse de cette poudre y a fait reconnaître jS à 8<i p. roo de carbonate de chaux et de magnésie, et jusqu'à 5,44 p« 'oo de matière grasse et de substance organique,

La matière dure trouvée dans les chaudières de M. Borsig renferme aussi un corps gras et même en plus forte proportion que nous ne l'avons indiqué ci-dessus ; elle paraît avoir éprouvé des modifications de la part d'un feu violent.

Des essais de laboratoire ont démontré que le savon de chaux formé par les matières grasses avec le carbonate de chaux et de magnésie que renferment la plupart des eaux possède certaines propriétés des corps gras, que, comme eux. il n'est pas mouillé par l'eau et qu'il est même encore plus nuisible parce qu'il s'étale davantage; dans ces conditions, le métal se surchauffe, et lorsque la température est suffisante pour miler le savon calcaire qui l'enduit, la tôle se découvre, se nouille brusquement et il se produit une petite explosion parielle suivie d'un refroidissement brusque qui détériore les [>ints et les assemblages.

On n'est pas bien fixé sur la proportion de calcaire et de ma-

CHAUDIÈRES A VAPEL'R.

tière grasse qui produit ces effets. Il y a beaucoup de chaudiër alimentées avec des eaux calcaires el grasses, dans lesquelles ne se produit aucun des «lïets que nous venons d'examiner, présence de la magnésie pareil exercer une certaine influeiKi Dans tous les cas, il parait démontré qu'en ajoutant dans le du carbonate de soude en quantité suffisante pour saponifier! graisses, on détruit leurs effets nuisibles.

897. AL flirsch, ingénieur en chef des Ponts et Chaulai I, sur la vaporisation dans les chaudières au droit du foyer.d Mrs remarquables expériences dont les résultats sont coasign dans les Annales du Conservatoire des arts et métie

Nous extrayons du rapport de M. Hirscb des renseîgnemd fni l intéressants sur la résistance à la chaleur des tôles de feu suivant les conditions de fonctionnement des chaudiër

Ainsi on a constaté qu'une tôle saine et continue peu danger, être exposée sur Tune de ses faces à un feu exlrcB ment violent, pourvu que son autre face soit bien baignés l'eau.

Mais, si le contact entre l'eau et la tôle n'est pas constamimii assuré, il y a lieu de redouter des accidente.

Quand, par exemple, ou dépose sur une tôle de coup de i une couche de plâtre de i millimètre d'épaisseur, la tempëratu de la face chauffée s'élève d'environ 3o° au-dessus de ce que nui ait été pour une tôle en contact immédiat avec l'eau; av une couche de plâtre de 5 millimètres, la température de la chauffée peut atteindre 4oo°. Cela prouve combien on doit >a tacher à combattre K*s incrustations.

Pour apprécier l'influence d'une doublure des tôles, comme en existe au droit des coutures des assemblages, on a soudé î le fond d'une chaudière un fragment de lole d'acier de 5 inill mètres d'épaisseur; on a constaté que la température de la fa chauffée de la tôle dépassait de aoo* celle de l'eau; il résulte i là qu'il n'est pas très prudent d'exposer les rivets des cloui à un feu trop ardent.

L'effet des pailles a été de même étudié au moyen d'uni* du dière présentant un double fond avec interposition de talc; 1

température de la tôle a dû dépasser 45o* et le coup de feu était imminent.. C'est une démonstration évidente du danger que peuvent présenter les pailles dans le voisinage du foyer.

Enfin M. Hîrsch a fait des recherches spéciales sur l'influence des corps gras; l'oléonaphle, les huiles de lin et de colza, la valvoline, le mastic de minium, laxonge plomba gi née ont été successivement expérimentés.

On a ainsi trouvé que l'huile de Un» même en enduit imperceptible, possède la fâcheuse propriété de déterminer le coup de feu avec une grande facilité; un chiffon imbibé d'oléonaphte et appuyé sur là tôle de coup de feu ou une boulette de minium écrasée sur cet te même tôle peuvent également déterminer un accident; l'action de Taxonge plombaginée est aussi à redouter; celle du goudron parait être sans importance. La valvoline ne détermine le coup de feu qu'avec une vaporisation excessivement intense,

En résumé, voici les conclusions que M. Hirseh tire de son remarquable travail :

i* Une tôle saine et continue, bien mouillée par l'eau de la chaudière, même exposée à un feu violent, ne prend, en aucun de ses points, une température assez élevé** pour que sa résistance soit sensiblement altérée;

2° La viscosité de l'eau, même lorsqu'elle est portée à un degré assez élevé, n'empêche pas la tôle d'être mouillée et ne diminue pas le pouvoir réfrigérant du liquide;

3° La transmission de la chaleur est plus ou moins gênée par la doublure des tôles; une rivure, même bien faite, ne doit pas être exposée à un feu trop violent ;

4° Une paille dans l'épaisseur d'une tôle, ou un défaut de contact intime entre les deux tôles d'une clouure, dans les parties du générateur exposées à un feu un peu intense, constitue une cause grave d'accident;

5° Le contact d'une maçonnerie réfractaire, même portée à une empérature élevée, ne présente pas de danger, si la tôle est continue et bien mouillée;

6° Tout enduit gras déposé sur la paroi interne de la tôle gène ortement la transmission de la chaleur;

7° Lorsque l'enduit gras est constitué par un corps suscepliMt» de se décomposer par la chaleur, le coup de feu est particulière tnrni a redouter.

Les corps gras organiques, huiles de lin, de colza, et* blent, à cet égard, beaucoup plus dangereux que les corps minéraux.

Enta, comme dernière conséquence, on peut déduire de < expériences qu'une chaudière, bien établie, bien tenue, prop et convenablement pleine, ne court pas le risque d'être MIE même avec un feu vif; que, d'autre part, lorsque le fou ardent, il est nécessaire de prendre des précautions notamment d'éloigner avec soin tout ce qui pourrait géfMf 1 transmission de la chaleur, soit dans l'épaisseur du métal, entre le métal et l'eau.

ACCIDENTS PRODUITS PAR LC SURCHAUFFERENT.

" 898. Bosses. — Si, pour Tune quelconque des causes nous venons d'énumérer, la loir fortement chauffée n "♦■st plus en contact avec |feau, elle se surchauffe, se ramollit et k forme sous Faction de la pression; cet effet se produit surtout pour les tubes pressés de l'intérieur vers l'extérieur, qui subissent une espèce de défuncemenl.

Avec de bonnes tôles, le défonce ment peut être très profond sans déterminer de crevasses ; la tôle peut se retourner pn complètement et, dans le cas d'un foyer intérieur par exemple, venir s'appuyer sur l'autel sans donner lieu à aucune crique. Au contraire, avec des tôles de médiocre qualité, il se produit de suite une fente et la crevasse peut être assez forte pour causer une explosion.

Les bosses sont un des accidents fréquents des chaudièi les éviterait dans la plupart des cas par des nettoyages fréquents, permettant d'enlever les incrustations en temps utile.

899. Déplacements des chaudières. — Sous l'action <!♦ la chaleur la tôle de coup de feu d'un bouilleur un peu incrusU se surchauffe, se dilate, et le bouilleur prend la forme d'un arc

îVTInNS DES imiUUÏRES, ETC.

h l'avant el ne s'appuie plus sur les sommier», on lit fju il ftw le net. Au premier refroidissement le bouilleur i sa place.

imcntant sur une* chaudière revêtue d'incrustations, ia reconnu que l'avant élaîl continuellement eu mouvement. simple ouverture des portes pour jeter trois ou quatre pel- - charbon h* faisait baisser de trois ou quatre millimètres; ii nettoyage du feu, l'avanl baissa de i.f,^ millimètres éleva ensuite de i5,5 millimètres.

Dans ces conditions, toute la partie antérieure est en porte à au\ sur la première rivure transversale qui supporte un eil'ort . et il en résulte le plus souvent des fuites ou des turcs. Ces mouvements continuels sont, en outre, une cause idation pour ta ma^uinerie de la devanture du fourra u qu'il est impossible de tenir en bon état et qu'il faut con- Biellemenl rejoiutoyer avec de la terre à four et souvent iistruire complètement pour empêcher les rentrées lair.

Quand, dans un bouilleur ou dans un tube chauffé quelcon- -, |a tubulure de dégagement de la vapeur n'est pas placée Ht i fait au point haut, la vapeur, ne pouvant se dégager librecantonne sur une certaine étendue à l'arête supém; I»' métal se surchauffe, s'allonge sur cette arête, la tôle ► cintre en dessous et le tube à&itse fe nez. C'est l'effet inverse cèdent,

900. Ondulations transversales. — Le suit hautlemcnl la tôle au coup de feu peut se manifester aussi par des ondulons i -aies de dimensions très variables. Ces ondula-

duisent la longueur de la tôle et, lorsque le feu baisse,

fction fait subir une tension violente k la rivure voisine.

lolemenl peut se produire encore quand on vide les

uil que les earneaux ne soient suffisamment refroi-

is: le surchauffa ment de la tôle est alors produit par la chaleur

igasinée dans les maçonneries,

901. Fentes aux rivures. — In des effets thi surchauffetm : ■ produire des fentes aux rivures. Ces feules joignent

les bords de la tôle aux trous des rivets et fréquemment

se prolongent au delà. Pour les arrêter on se content»' de forer un trou à leur extrémité et de boucher ce trou rivet.

D'autres fois, les fentes se produisent entre les rr général dans la tôle intérieure de l'assemblage. Ci peuvent généralement pas être aperçues pendant la maifl générateur, et, comme elles s accroissent parfois ra[ elles constituent un défaut des plus dangereux.

On constate également des fentes en pleine tôle suiva< lignes de matage, les cornières, les courbures des fonds i pièces embouties.

Toutes ces fentes occasionnent des fuites plus ou moim dantes, et exposent à tous les accidents et aux dangen celles-ci entraînent.

902. Altération des tôles dans les parties les chauffées, — Dans les chaudières, les parties de tôle h'ment exposées à l'action du feu subissent une aller; gressive qu'on peut expliquer de la manière suivante : fortement chaude extérieurement et parfois insuffi rafraîchi à l'intérieur, prend une température élevée et il est brusquement refroidi à chaque ouverture des po foyer, il se trouve soumis à des dilatations et contraclio. tées, qui allèrent sa texture. La tôle prend à la longue rou vérin particulier, qui la rend cassante.

L'altération que nous venons de signaler parait av< sionné, dans les chaudières a bouilleurs, plusieurs aeridi semblaient inexplicables. On ne pouvait, en effet, dans l dilions où ils s'étaient produits, les attribuer à aucune 4a que nous avons énumérées (§ eoi à »»7}t ni à une insu: d'épaisseur de paroi, ni à un excès de pression, ni à de feu proprement dit.

Par une série d'essais effectués sur des éprouvelles pri les parties saines et dans les parties avariées des tôles bouilleurs ayant fait explosion, M. Périsse a montré que Ii s'était altéré et qu'il s'était formé de petites cassures ou i

DÉFAITS ET ALTÉRATIONS DES CtlALDlEHES, ETC, 251

I invisibles, s'étaient rendues peu h pou el Ht, avaient fini par occassionner les accidents.

\LTEF.mOKS PAR DES CORROSIONS.

es corrosions des télés peu vont se produire à l'intérieur ou à érieur des chaudières.

liions indiquer les principales causes qui peuvent les iner.

)3. Corrosions intérieures, — Beaucoup do chaudières peur m rongent sur les parois intérieures d'une manière en rai assez leule et capricieuse.

auvent les tôles iu> sont attaquées qu'en un petit nombre de ts; il s'y forme îles cavités à peu près circulaires qui s'apaodissent et s'élargissent. Ces cavités sont remplies d'une kre noire fermée en majeure partie d'oxyde di fer vl qui at ordinairement du carbonate de chaux et d'autres sels léfl dans l'eau. On y trouve rarement du chlorure de fer. iSOnl quelquefois couvertes d'une ampoule d'oxyde.

corrosions de ce genre ont cela de particulier que le^

t> attaques sont rares et qu'une fois les trous commencés,

creusent pendant des années et jusqu'à perforation, alors

rent tout le reste de la Iule demeure intact.

uiv d'antres US, au contraire, la tôle est attaquée avec une

iine régularité »'t s'amincit progressivement sur une assez

ii* étendue. Cette corrosion peut se produire lorsqu'on ali-

- chaudières avec l'eau de ruisseaux qui ont reçu les ré-

► de fabriques de produits chimiques, ou l'eau do certaines

»;mais il ifesl pas nécessaire que les eaux soient acides

quelles soient corrosives; l'attaque parait souvent due I

od oxydante de l'air dissous dans l'eau et parfois à. l'action

► chlorures alcalins. Les parties le plus souvent rongées dans

i chaudière son! les tôles situées au-dessus du feu et celles

taont les plus froides; les Iules intermédiaires sont rarement

les chaudières à réchauffeurs, c'est le corps le moins

CHAUDIÈRES A VAPEl R.

chauffé qui subit cette corrosion. L'attaque se produit acli dans le* chaudières où on laisse de l'eau pendant qu'elles

travail]*? ni pas.

Le remède dont M. Vinçotle a reconnu l'efficacité consisli débarrasser complètement de l'oxyde rongeur les cavité rencontre et à les peindre au goudron ou autrement.

Dans certaines chaudières, c'est au contraire la tôle de II chambre de vapeur qui est attaquée. If. Viiicolle rapporte que, dans une chaudière alimentée avec de l'eau du terrain ardoW sier, toute la partie située au-dessous du niveau de l'ea intacte, tandis que la chambre de vapeur était rongée tout de la chaudière. La tôle était creusée d'une foule de pdit<a rigoles sur une zone de i5 à 20 centimètres de large, située un peu au-dessus du niveau de l'eau.

904. Corrosions extérieures. — Les corrosions extérieures sont la plus grande cause de détériorations des chaudières à vapeur; elles se produisent en général plus vite qtieltt; corrosions intérieures et exercent souvint leur action en points qu'il est diflicile de visiter; aussi sont-elles partici remenl dangereuses.

Elles sont principalement occasionnées par l'acidité de tains produits de la combustion el par l'humidité.

905. Corrosion par Tiiumiditè. — L'humidité provenir de fuites d'eau ou de vapeur, ou bien résulte) 4'l refroidissement excessif des gaz de la combustion, qui tiennent de la vapeur d'eau.

Si les fuites ont lieu dans les carneaux et sont peu dantes, la chaleur des gaz suffit pour les sécher et pour empêcher l'oxydation des tôles; quand elles se produisent ►■n dehors des conduits de fumée, elles occasionnent une humidité persistante et sont par suite plus dangereuses que les premières.

906. Corrosions par les produits acides de la com bustion. — Après quelque temps de marche, toute la surfaa chauffée dune chaudière est couverte d'une couche de poussier et de suie présentant des aspects différents selon les point

le se dépose; elle varie avec la nature du charbon el diverses [-constances spéciales.

La nature corrosive de ces dépôts est généralement due à la résence de traces d'acide sulfurique provenant de ï action Ae humidité sur les produits sulfureux qui prennent naissance endant la combustion des charbons pyriteux.

Nous arrêterons lfk lënumération des différentes causes Aè eslruclion des chaudières et de leurs effets, renvoyant pour es études plus complètes sur ce sujet aux intéressants rapports ubliés par les ingénieurs en chef des associations pour la sureillance des appareils à vapeur, MM- Wallher-Meunier, Vinolte, Schmidt, Compère, etc.