EXPLOSIONS

909. Les explosions des chaudières à vapeur sont des accidents d'une extrême gravité, presque toujours accompagnés de la mort d'un certain nombre de personnes. La chaudière se déchire et parfois même se brise en morceaux en donnant issue à une masse de vapeur et d'eau. Le fourneau est violemment renversé et les débris de la chaudière projetés à de grandes distances et quelquefois par-dessus le faîte de bâtiments très élevés.

Ces accidents désastreux et malheureusement encore trop

fréquents ont été attribues longtemps à des causes exeept nelles, mystérieuses et le plus souvent au-dessus d<> prévision

on les considérait presque toujours comme des cas de foi majeure. Mais une élude sérieuse a fait reconnaître que explosions liaient an contraire presque toujours dues aux CM les [tins naturelles, et qu'on aurait pu les éviter avec des soii convenables dans la construction* la surveillance, la conduite Tentre tien.

Une insuffisance de résistance en un point dfUD6 obtudlèl par suite d'une mauvaise construction ou d'une altération métal, peut déterminer une rupture locale qui, à son tmir, |m»i amener une explosion foudroyante.

910. Lorsqu'il y a rupture ou déchirure eu un point situé ai dessous du niveau de l'eau, il y a ccnuleineul violent part'ouv ture et il se produit du côte opposé une réaction qui peut assez forte pour soulever la chaudière à une grande haute:

Considérons une chaudière pesant P kilogr, lorsqu'elle vide, renfermant un poids Q d'eau et fonctionnant à une pression de p tonnes par mètre carré. Admettons qu'une déchirure? de section w se produise brusquement, calculons approximatif' veinent la réaction F qui prendra naissance et évaluons la hauteur H à laquelle la chaudière peut être soulevée.

La réaction F est donnée par la relation F— a/jw, d que pour qu'il y ait soulèvement il faut que

La vitesse de l'écoulement de l'eau est v = v" *-!//'• et pQ que tout le poids Q s écoule il faut, la pression restant contant un nombre de secondes a (cl que

tùV

uyagp

Soit V la vitesse que prend la chaudière au moment où déchirure se produit.

Si la masse soulevée m était constante , on aurait

En réalité, le poids soulevé varie de P + Q à P, la moyenne est donc

et la masse

et od a dans ce cas

V = 2g770) =Q\/2gp

doù V=-^Lv^ et H=- = (-£LXp. 2P + Q* or 2g \2P-f-Q/r

Si la pression effective est de 5 kilogrammes par centimètre carré, p~5o tonnes.

Si on a Q=6ooo et P=3ooo, on trouve par la deuxième formule

V=3in,32 et H = 5om.

Pour que la chaudière se soulève il faut que la section o> satisfasse à l'inégalité

QOOO w>2 OU (i)>0,00

iooooo ^

«doit avoir plus de 9dq, soit omt 10 x om,go.

Dans ce calcul approximatif nous n'avons tenu compte ni du poids de la maçonnerie qui peut s'opposer en partie au soulèvement de la chaudière, ni de la résistance de l'air pendant la projection, etc.

La première rupture qui détermine l'explosion provient dans la grande majorité des cas, soit d'un affaiblissement d'une partie de la chaudière, soit d'un excès de pression; quelquefois, mais rarement, de causes extérieures.

L'affaiblissement d'une partie de la chaudière peut résulter

Ser. II. — 17

CUAUUIÈBES A VAPEUR.

d'un surchaufferaient du métal produit par les eau avons énumérées précédemment el surtout par un abai du niveau de l'eau par suite d'un défaut d'alimentation.

II peut aussi résulter des corrosions intérieure* du extérieur ou bien encore être la conséquence de défauts ou de construction qui s'accentuent sous l'action de la chaleur, comn des pailles qui s'ouvrent, des fentes qui se prolongent,

L'excès dépression provient d'une mauvaise conduite ée chaudière. Trop souvent les chauffeurs ont la déplorable ha tude de caler les soupapes de sûreté; d'autres fois les appareil de sûreté ne sont pas entretenus, les soupapes encrassées so collées sur leur siège el ne peuvent plus fonctionner; si de plu le manomètre est inexact, la marche est des plus dangereuse et on se trouve à chaque instant sous le coup d'une exptaû Le fonctionnement des soupapes de sûreté doit être surveîl avec un soin tout particulier, et on doit s'assurer fréquenime de leur bon état en soulevant légèrement le levier. aussi vérifier souvent le manomètre»

La catastrophe qui s'est produite en 1887 à la Friedenshut en Silésie, où une batterie de vingt-deux chaudières àbouillei chauffées par des gu de hauts fourneaux, fut totalement truite, avait d'abord été attribuée à une explosion de gaz da les carneaux. Après enquête, il a semblé probable que l'accidf était dû au mauvais étal de ces chaudières, qui avaîeni construites avec des tôles de médiocre qualité et qui, malgré d'importantes réparations, n'étaient plus assez solides pour résister aux efforts qu'elles avaient à supporter. L'explosion de Tune d'elles aurait entraîné de proche en proche la destructif et le déplacement des autres.

I S'eut à une cause semblable qu'on n'a pas hésité à attribuer 1 catastrophe observée en Ecosse en i863, où neuf chaudières 1 éclaté à la suite de la rupture de Tune d'elles.

911. Les explosions proviennent aussi de causes extri in mais tout à fait exceptionnellement. On cite la chute de la foud qui a renversé la cheminée sur la chaudière, l'incendie du ba ment des générateurs, le choc dune locomotive déraillée omiI

an tunnel, l'inflammation subite «1rs ^az dans les Cette inflammation peut se produire lorsque le tirage actif el la houille étant chargée en douche épaisse sur erille. il se fait un grand dégagement de carbures dliydroqui n'ont pas une température suffisante pour brûler. Si, nr une cause quelconque, une fissure dans la couche par xemple. il se produit un jet de flamme, lefl gaz carbures détout .-» il v a explosion extérieure qui détermine une explosion Urieore par suite de la rupture d'un point faible de la chau-

ISES tUVERSES D<E\PL0SI0>S.

912. On a attribué les explosions à des inflammations souhydrogène et d'oxygène accumulés dans rintérieur de la

re et enflammés subitement. On expliquait la présence : l'hydrogène dans la chaudière par un abaissement du niveau ; : la tôle de la chaudière devenant rouge décomposait ivipeur qui était en contact avec elle, l'oxygène formait avec tôle de l'oxyde de fer et l'hydrogène était mis en liberté, n coté, aurait été introduit dans la chaudière la pompe d'alimentation aspirant dans une bâche sans eau; n, sous l'action d'une température élevée, ces deux gaz se sent combinés en produisant une explosion. Il paraît bien dif- Imettre la réunion de circonstances aussi extraordinaires.

913. M. Boutigny, qui a fait une étude spéciale des propriété l'eau placée sur un corps chauffé au rouge où elle prend un

tulaire. qu'il a désigné sous le nom d'état sphérotdal, a

osé qu'on pouvait expliquer de la manière suivante Certaines

fesions de chaudières à vapeur. D'après lui, si, par suite

Ton abaissement du niveau de l'eau, une portion de la chau-

trîenl h être découverte et a se surchauffer, il se pro-

rsque le niveau remonte, d'abord Pétat sphéroldal du

tide, puis au moment du coûtait avec la tôle, et cela d'une

instantanée, une énorme quantité de vapeur «pii, en

Dgmentant la pression, fait éclater la chaud!

L« même phénomène se produirait encore lorsque des incrus-

talions recouvrant m tôle fortement chauffée viennent ser; il y aurait d'abord étal sphéroidai, puis contact brusque l'eau et du métal, et finalement, production de vapeur en grande abondance, que la chaudière ne pourras;

Cette explication suppose, au moment du contact» une; production de vapeur qui ne saurait guère avoir lien. Les exp riences de M. Routigny ont en effet démontré que le contact l'eau et du métal ne peut s'établir que lorsque la différent* température entre ces deux corps n'est plus très forte (oeu sorte que, même en supposant débarrassées d'incrustations surfaces considérables, la quantité de chaleur que peut aba donner la iole, vu sa faible capacité calorifique, est absolu insuffisante pour produire la vapeur nécessaire à une augnw lion notable de pression.

914. M, Thomas a donné une autre explication des exj considérées comme la conséquence d'un abaissement du nivea

On a remarqué que les explosions se produisaient assez quemment après un certain temps d'arrêt, à la reprise du trat des ouvriers, au moment de l'ouverture du robinet de. prise < vapeur. Si, pendant un arrêt, le niveau est trop bas dans rliumliere, la paroi de la chambre de vapeur se surchauffe ai) que la vapeur qui se renouvelle constamment à son conta la température peut s'élever à 3oo° ou 4oo" sans que la j>ressî< augmente de plus de i à 2 atmosphères. Si, les choses et; dans cet état, c'est-à-dire la chambre de vapeur étant pleine vapeur Mircliauffée, on ouvre le robinet de prise, l'ébullitiOB produit et la vapeur qui se dégage de la surface du lie] entraine avec elle de l'eau relativement froide qui comle brusquement la vapeur surchauffée. Le vide qui en résulte dél 101 ue à son tour une ébuUition excessivement tuinultu* soulève avec tantde violence la masse d'eau qu'elle peut ame la rupture et l'explosion de la chaudière

91 5. Eau privée d'air ou recouverte d'huile, encore attribué certaines explosions à ce que l'eau de la chaudi était complètement privée d'air par suites d'ébullitions repété Nous avons vu en effet (002] que dans ce cas l'èballUion

iFACTS et altérations des chaudières, etc.

iffi

ii.'inri (ju'a une température notablement plus élevée que celle qui correspond à la pression, et dans ces conditions la quantité de chaleur en excès accumulée dans I eau est empb< à produire de la vapeur qui, se dégageant brusquement, soulève toute la massr el peut déterminer une rupture et une explosion. In phénomène analogue peut avoir lieu lorsque la surface de Veau est recouverte d'huile ou de matières graisseuses; Tébullilion est retardée et lorsqu'elle se produit il y a un violent dégagement de vapeur el soulèvement de la masse d'eau, qui peut Liîvi d'une rupture.

16. Les explosions se produisent souvent avec des ciroouft* particulières et donnent lieu à des faits bizarres qu'il n'esi toujours facile d'expliquer.

après les relevés qui ont été faits dans ces dernières anon peut attribuer ces accidents aux causes suivantes : IO0 explosions, i proviennent de l'usure des chaudières, de corrosions intéou extérieures qu'une visite attentive aurait cerlainet découvrir, résultent d'un excès de pression déterminé par le calage ou :harge des soupapes de sûreté, soit avec intention, soit par .genci-

proviennent de vices de construction, épaisseur insuffi- , mauvaises rivures, fentes au fbrgeage, défaut d'armatures. iltent de l'abaissement de niveau par défaut (l'alimenta- «ai de l'accumulation des depuis sur des parties chauffées, ore de l'élévation des carneaux au-dessus du niveau de , toutes causes qui produisent le surchauffement de la tôle, formation ou sa rupture.

nfin proviennent de causes incertaines ou extérieures. Le;s extérieures sont fort rares et n'entrent pas pour plus de uo.

omé, il résulte de ces nombres que 72 p. 100 des exploproviennenl de vices de construction ou de l'affaiblissement tôles par dee corrosions ou d'autres causes, défauts qu'on il pu voir par une visite intérieure et extérieure.

36* Cil AUDI ÈRES A VAPEUR.

24 p. 100 proviennent de ne-li^nce de la pari des chauffeur

4 p. |oo des explosions proviennent de causes BgMfietl incertaines.

D'après M. Marten, ingénieur en chef de la m Midland Stei Boilers Inspections and assurance C" », association anglaise qui surveille 20000 générateurs, îl s'est produit en Àn-b1 1866 à 1870', c'est-à-dire dans l'espace de dixans, 642 explosion ayant occasionné la mort de 7IÏ.4 personnes et blessé ta; autres.

Ces explosions peuvent être classées comme il suit :

Vices de construction.

Affaiblissement, cor* rosion intérieure on extérieure

Manque d'eau, excès de pression. Incrustations • . . ,

Causes extérieures. . .

Causes inconnues. . . .

[ pouvaient être évitée

par des visites inlé rieures réguli»

auraient pu être évitées en grande par

I tie par une surveil- I lance plus efli et des appareils en

meilleur état.

Nous donnons ci-dessous un extrait du dèYivt du 3o avril 1880, relatif aux appareils à vapeur, ainsi que du décret complémentaire du 29 juin 1886; tous les deux sont actuellement eu vigueur.