7 choses à savoir sur le revêtement intérieur des tubes en U dans les échangeurs de chaleur

Est-il nécessaire de revêtir les faisceaux de tubes en U ? Et est-il vraiment réalisable ? Quel service une entreprise spécialisée peut-elle offrir ? Nous répondons à ces questions et à bien d'autres.

Les échangeurs de chaleur sont des composants essentiels d'innombrables processus industriels, car ils permettent un transfert efficace de l'énergie thermique entre les fluides. Parmi les différents types disponibles, l'échangeur de chaleur à tubes en U est largement utilisé en raison de sa capacité à résister à une expansion thermique importante et de sa conception relativement simple qui ne nécessite qu'une seule plaque tubulaire. Dans cette configuration, un faisceau de tubes, chacun plié en forme de U, est logé à l'intérieur d'une enveloppe. Typiquement, un fluide circule dans les tubes (côté tubes), tandis qu'un autre circule à l'extérieur de ceux-ci et à l'intérieur de l'enveloppe (côté calandre).

1. Pourquoi revêtir les tuyaux en U, tout d'abord ?

Les tubes en U des échangeurs de chaleur transportent des fluides qui peuvent être très corrosifs ou abrasifs ou provoquer un encrassement. Au fil du temps, cette exposition génère :

• Corrosion : les substances chimiques présentes dans les fluides attaquent les parois des tuyaux.
• Érosion : les flux à grande vitesse usent le métal.
• Salissure : des dépôts se forment à l'intérieur des tuyaux, ce qui réduit l'efficacité du système.

L'utilisation de tubes en alliages résistants à la corrosion est souvent la première option, mais elle peut s'avérer très coûteuse ou parfois techniquement irréalisable. Le revêtement interne de ces composants est la solution alternative idéale pour protéger un matériau de base économique tel que l'acier au carbone contre les fluides corrosifs, en évitant les fuites, en maintenant l'efficacité du système et en prolongeant la durée de vie de l'échangeur.

2. Pourquoi est-il difficile de revêtir les surfaces internes des tubes en U ?

Revêtir des tubes linéaires ? Aucun problème. Revêtir des tubes en U ? Eh bien, c'est une autre histoire. Voici pourquoi :

• Courbes serrées :les courbes en U entravent l'adhérence uniforme du matériau de revêtement. Son uniformité est cependant essentielle pour éviter une série de problèmes, allant de la détérioration de la couche protectrice à la formation de fissures, en passant par les défauts de polymérisation.
• Construction : l'application du revêtement à l'intérieur de ces tuyaux prend plus de temps, ce qui augmente les risques que le matériau devienne visqueux et empêche le produit de s'écouler vers les extrémités du tuyau. C'est pourquoi il est tout aussi important que les extrémités des tuyaux ne subissent pas une expansion excessive par des rainures profondes.

De plus, n'oublions pas les problèmes typiques de tout échangeur de chaleur :

• Préparation de la surface : les surfaces internes doivent être parfaitement propres et correctement préparées pour permettre à la couche d'adhérer efficacement. Cependant, le faire de manière fiable à l'intérieur de tuyaux étroits et courbés peut représenter un défi.

• Longueurs élevées et diamètres réduits :il est bien sûr nécessaire de faire pénétrer le matériau de revêtement sur toute la longueur du tuyau.

• Épaisseurs : certaines zones risquent d'afficher un revêtement excessif et d'autres pas assez.
• Adhérence : si le revêtement est appliqué puis durci de manière inégale, il se délamine, laissant le tuyau sans protection.

3. Comment vérifier les résultats du processus de revêtement ?

Le contrôle de la qualité du revêtement est un autre aspect fondamental. Les vidéoscopes sont idéaux pour pénétrer à l'intérieur des tuyaux et permettre l'inspection visuelle des surfaces. Cependant, il est impossible de regarder « derrière le coin » dans les courbes en U. C'est une autre raison pour laquelle l'expérience des opérateurs est essentielle dans le revêtement de ce type d'installations. De plus, la détection des micro-perforations peut nécessiter des outils d'inspection électroniques spécifiques (détecteurs Holiday) adaptés aux tuyaux de petit diamètre. Enfin, il est essentiel de mesurer correctement l'épaisseur de film sec (DFT). Il est possible d'obtenir des mesures fiables à une distance de 20 cm des extrémités des tuyaux, là où les appareils de mesure peuvent accéder.

4. Comment s'assurer que l'opération de revêtement est effectuée correctement ?

Le savoir-faire spécialisé est déterminant dans ce cas. Une entreprise experte dans le revêtement de tuyaux est le partenaire idéal, avec son expertise, son expérience éprouvée, ses produits et processus testés, et l'excellence de sa main-d'œuvre. En effet, un soin maximal est essentiel pour la réussite d'une opération aussi complexe.

5. Donc, comment se déroule le processus de revêtement du faisceau tubulaire ?

La méthode la plus courante est l'application par flood coating. Voici les étapes nécessaires :

• Préparation de surface :nettoyage interne minutieux pour éliminer la saleté, la rouille, les résidus ou les anciennes couches de peinture.
• Positionnement :le faisceau tubulaire est placé sur des rouleaux pour permettre sa rotation.
• Application du revêtement : le produit liquide est versé dans les tubes et s'écoule à une vitesse contrôlée. Le faisceau est ensuite tourné et l'opération est répétée jusqu'à ce que le film ait une épaisseur uniforme.
• Durcissement : effectué avec les revêtements thermodurcissables. Cette phase comporte une difficulté supplémentaire car, alors que dans d'autres types d'échangeurs de chaleur, l'air chaud est forcé à l'intérieur des tubes, dans ce cas, il faut une petite astuce (laquelle ? Nous sommes désolés, mais c'est un secret que nous voulons garder !).
• Inspection :contrôles effectués avec des instruments appropriés.

6. Que peut-il se passer si les tuyaux en U ne sont pas correctement revêtus ?

Une mauvaise qualité de revêtement peut entraîner des défaillances (le revêtement se détache ou se fissure, exposant le métal) et une protection inégale (certaines zones restent vulnérables à la corrosion), ce qui conduit à une réduction du transfert de chaleur, une baisse de l'efficacité des équipements et, par conséquent, une augmentation des coûts d'exploitation et de maintenance.

7. S'agit-il d'une opération standard ou routinière ?

Absolument pas ! Le revêtement intérieur des tuyaux en U est un service hautement spécialiséqui nécessite des professionnels expérimentés et des équipements de pointe. En effet, avec les compétences et les outils appropriés, cette tâche complexe peut être effectuée avec précision et fiabilité, garantissant d'excellents résultats et de très bonnes performances à long terme.

C'est pourquoi il est préférable de faire confiance à un partenaire expert tel que SÄKAPHEN : parlons-en !