DonnÉes requises pour le concept des systÈmes industriels d’isolation

Imprimé 

Nature du procédé

Les possibilités de renversement, fuite et contamination accidentelle des produits chimiques de procédés, sont toujours présentes dans les installations industrielles. Les isolants doivent être choisis parmi ceux qui ne réagissent pas aux produits chimiques contenus dans les réservoirs ou tuyauterie sur lesquels ils sont appliqués. Une telle réaction peut baisser la température d'ignition du produit chimique ou du matériau d'isolation, contribuant à augmenter le danger d'incendie.

Une attention particulière doit être apportée pour employer des isolants non-absorbants en la présence de liquides combustibles ou toxiques. La combustion spontanée d'un liquide combustible, absorbé sur une large surface d'isolant, peut se produire quand il s'oxyde. L'isolant absorbant peut contribuer d'une façon significative à un feu accidentel, en retenant le liquide combustible provenant de fuites ou de renversements.

L'acier inoxydable est le matériau de revêtement métallique le plus approprié, ayant une haute résistance à la corrosion et à la prolifération bactérienne ainsi qu'une haute résistance mécanique. L'aluminium peut s'éroder dans les endroits humides où des produits chimiques concentrés de nettoyage sont employés. L'emploi d'enduits de protection contre les intempéries et de coupe-vapeurs, renforcés avec une toile de fibre de verre ou un treillis, procure un fini mécanique solide et sanitaire pour les équipements et autres surfaces irrégulières. Plusieurs sont aussi résistants aux produits chimiques.

Paramètres spécifiques de températures des tuyaux et équipements

En plus de réduire les gains ou pertes de chaleur, les systèmes d'isolation industriels doivent maintenir une température contrôlée pour les matériaux de procédé transportés d'un point à un autre. Le contrôle de température peut être continu, intermittent, cyclique ou changer rapidement, dû aux conditions atmosphériques ou au nettoyage à la vapeur et aux périodes de rinçage.

Un isolant à haute diffusion thermique, à basse chaleur spécifique et basse densité, est souhaitable dans les installations à réchauffements ou refroidissements rapides des surfaces isolées. Un procédé requérant un changement de chaud à froid en quelques minutes, exige un isolant qui a la capacité de changer rapidement de température et ayant une masse très faible pour retenir la chaleur.

La température de surface externe de l'isolant doit être considérée lorsque l'isolant doit être employé pour la protection des personnes ou lorsque des températures excessives de surface peuvent causer l'ignition de vapeur ou de gaz. Pour des installations de basse température, la température de surface doit être au-dessus du point de rosée, afin d'éviter la condensation. Les propriétés émissives des finis d'isolant sont significatives dans ces cas. La haute émissivité est recommandée pour les finis employés pour la protection du personnel.

Les températures extrêmes de surface, dans les procédés industriels et les centrales thermiques, peuvent exiger l'emploi de matériaux et de méthodes d'installation qui permettent d'absorber l'expansion, la contraction et les vibrations. Des sangles en acier inoxydable ou des bandes de dilatation sont recommandées pour les applications avec des mouvements de dilatation extrême ou sur des surfaces de grands diamètres. Parce que la plupart des isolants à haute température rétrécissent, pendant que la surface métallique dilate, des méthodes telles que des applications à multicouches et à joints chevauchés, le concept et la localisation des joints de dilatation et/ou l'emploi de lattes à nervures profondes utilisées entre l'isolation et les surfaces métalliques, peuvent être employées pour protéger le scellement de l'isolant.

La connaissance de la nature du procédé, de ses composants, de la température relative de la tuyauterie et des équipements, ainsi que de la localisation générale de ces équipements et substances, aident le rédacteur de devis à déterminer les endroits où la chaleur excessive ou des procédés chimiques peuvent créer des dangers de feu ou de sécurité du personnel.

Isolation des surfaces métalliques

L'isolation choisie ne doit pas avoir de réaction chimique avec le métal sur lequel elle est appliquée. En principe, l'isolant installé sur l'acier devrait être neutre ou légèrement alcalin. Celui installé sur l'aluminium devrait être neutre ou légèrement acide.

La corrosion externe et la craquelure de l'acier inoxydable peuvent provenir de la présence d'ions de chlorure à sa surface. Les isolants contenant des chlorures ou installés dans des endroits où l'atmosphère est chargée de vapeur de sel ou chlorure, ne doivent pas être en contact direct avec un revêtement ou une surface en acier inoxydable non protégée. Dans le cas d'un chemisage en acier inoxydable, un pare-vapeur installé en usine peut être une protection suffisante.

Les systèmes d'isolation doivent être conçus pour éviter toute possibilité de corrosion galvanique de la tuyauterie métallique et de l'équipement. Certains matériaux isolants à haute température, contiennent des sels, qui, lorsque humectés, produisent un bas voltage galvanique avec la tuyauterie d'acier ou les parois des récipients formant le pôle positif, et le chemisage métallique formant le pôle négatif. De cette réaction résultera la destruction de la tuyauterie/parois des récipients ou du chemisage. Les niveaux d'humidité, de température et le contenu salin, doivent être considérés lors de la rédaction des devis des matériaux isolants, mastics, chemisages et accessoires.

Données opérationnelles

La localisation de l'instrumentation et les aires d'entretien où le personnel sera présent, sont importants lors de la rédaction du devis traitant de la protection du personnel, de la protection des matériaux abusés par la circulation piétonnière, de la manutention excessive et de la machinerie en marche. Les matériaux isolants rigides et chemisages sont recommandés dans ces lieux. Les endroits susceptibles de recevoir un lavage à haute pression doivent avoir des matériaux résistant à l'eau et au détergent, et posséder une forte résistance mécanique.

Accès futur et exigences d'entretien

Les fuites les plus probables surviennent aux robinets, raccords et brides. Les isolants à basse température peuvent être protégés des fuites, en scellant l'isolant adjacent avec un mastic coupe-vapeur. Des couvercles amovibles d'isolant peuvent être spécifiés aux endroits prévisibles d'entretien, tandis que des mécanismes spéciaux de détection des fuites peuvent être installés à d'autres endroits. Toutefois, pour les applications chaudes, une inspection rigoureuse et un programme de remplacement sont la meilleure solution pour prévenir, sur une grande échelle, la destruction de l'isolant à cause des fuites.

Les turbines requérant un accès facile pour l'inspection et l'entretien, peuvent être isolées avec des matelas isolants amovibles, fabriqués d'un treillis d'acier inoxydable, d'un canevas à haute température, et remplis d'un isolant fibreux. Ils sont attachés à la turbine par des oeillets métalliques intégrés sur les bordures du matelas.

Le bas des grands réservoirs peut être protégé des renversements de produits chimiques ou de l'eau de lavage, en installant un isolant hydrofuge alentour de la jupe ou support, ou par un scellant de calfeutrage.

Conditions atmosphériques

L'atmosphère environnant de la tuyauterie et des équipements industriels, présente des problèmes additionnels pour la sélection des finis ou chemisages. Une attention particulière doit être apportée à la présence des produits chimiques ou de l'humidité, qui peuvent corroder les finis métalliques.

Grâce à ses excellentes propriétés de coupe-vapeur et de protection mécanique, l'emploi de chemisage métallique est très répandu dans les installations industrielles. Les métaux les plus résistants à la corrosion chimique et à l'humidité sont l'acier inoxydable et l'acier galvanisé à chaud. L'aluminium enduit peut être employé pour résister à certaines conditions spécifiques, en choisissant l'enduit adéquat requis. Toutefois, ces enduits ne résistent pas toujours à l'abrasion, laissant la surface d'aluminium vulnérable aux ouvertures des attaches, aux joints, etc.

L'aluminium résiste aux intempéries, mais ne résiste pas toujours aux endroits de lavage à grande eau ou lorsque des produits de nettoyage puissants sont employés. Des pare-vapeur installés à l'usine sont recommandés pour le chemisage d'aluminium.

Les recouvrements considérés les plus résistants à des produits corrosifs ou abrasifs sont de type plastic. A moins d'être protégés, certains types de recouvrement en PVC peuvent se désagréger sous les effets de l'ozone, de rayons infrarouges et ultraviolets. Des peintures protectrices sont disponibles pour des revêtements en PVC fabriqués pour usages internes. Les enduits de protection contre les intempéries offrent aussi une bonne protection contre les attaques chimiques des acides, alcalis, solvants ou sels, autant en suspension dans l'air que résultant d'un déversement intermittent. Les membranes de fibre de verre ou d'autres canevas, sont généralement employées comme renfort et augmentent la résistance mécanique de l'installation.

Une protection maximale contre les corrosions chimiques sur des surfaces froides ou à température variable, est obtenue par l'emploi d'enduits coupe-vapeurs. Eux aussi sont appliqués avec une membrane de renfort. Les chemises et sangles en acier inoxydable sont recommandées aux endroits exigeant une résistance supérieure au feu. L'acier inoxydable est recommandé pour le recouvrement de l'aluminium à cause du bas point de fusion de celui-ci. Certains mastics de protection contre les intempéries et coupe-vapeurs, ajoutent une propriété de résistance additionnelle au feu, aux systèmes d'isolation.

Dégagements

À cause de la complexité de la tuyauterie de procédé, ainsi qu'aux exigences des épaisseurs additionnelles d'isolant requises pour contrôler les pertes et gains de chaleur, les dégagements sont parfois si minimes qu'il peut être nécessaire d'isoler ensemble, des groupes de tuyaux. Ceci s'applique aussi aux constructions navales.

Échéancier et entreposage des matériaux

L'échéancier précis des installations industrielles, et les bonnes pratiques d'installation, imposent souvent que l'isolation soit terminée aussitôt que possible après que la construction brute est finie. Les matériaux choisis doivent avoir une résistance adéquate pour pouvoir subir une certaine manutention excessive et des déplacements sur les sites de construction. Les matériaux absorbant l'humidité doivent aussi être protégés de l'eau pendant leur entreposage au chantier. Les endroits d'entreposage doivent être clairement indiqués dans le devis pour l'entrepreneur en isolation, et doivent être décrits comme étant couverts ou à l'air libre.

Devis

Les dessins contractuels doivent indiquer l'étendue, l'arrangement général du chantier et la tuyauterie de procédé à être isolée. Les dimensions des tuyaux et équipements, l'agencement des lignes et des points terminaux, élévations, localisation des supports, et l'orientation des orifices, raccords et robinets, doivent aussi être indiqués et adéquatement cotés.

Qualité des matériaux

Les isolants et matériaux associés doivent être spécifiés et commandés de façon à satisfaire les exigences des codes et des standards. Les données du fabricant et les rapports d'essais doivent être consultés durant le processus de sélection, pour déterminer leur conformité.