Une fuite est un symptôme, pas une conclusion sur la cause racine
Une plaque, un panneau, une chemise, un stave ou un ensemble en cuivre refroidi à l’eau qui présente une défaillance fait partie d’un système thermique, hydraulique, mécanique et opérationnel. Une fuite visible signale une situation à maîtriser ; elle ne démontre pas à elle seule si la cause initiale est une obstruction du débit, une ébullition locale, une fatigue thermique, une érosion, une corrosion, un assemblage, une fabrication, une contrainte de montage, une perte de réfractaire, un impact ou une modification des conditions d’exploitation.
Il convient de distinguer trois notions :
- Symptôme : ce qui a été observé, par exemple une fuite, une déformation, un point chaud, une perte de pression, une baisse de débit, une fissuration, une perte d’épaisseur ou une séparation d’assemblage.
- Mécanisme : le processus physique ayant produit l’endommagement, par exemple la fatigue, l’érosion-corrosion, la surchauffe, l’abrasion, la surcharge ou la propagation d’une fissure.
- Cause racine : la condition du système, ou la combinaison de conditions, qui a permis au mécanisme de se produire et de rester non maîtrisé.
L’enquête doit confronter les explications plausibles aux éléments de preuve au lieu d’attribuer une cause sur la seule base de l’apparence.
1. Mettre l’équipement en sécurité et préserver les éléments de preuve
- Isoler et dépressuriser le circuit concerné conformément à la procédure de sécurité approuvée du site.
- Avant tout nettoyage ou toute réparation, consigner la position de montage, l’orientation, l’état du réfractaire ou de l’enveloppe adjacente, la disposition des raccordements, les supports, les dépôts, les marques d’impact et l’emplacement de la fuite.
- Photographier l’ensemble, les interfaces, la zone endommagée, la rupture ou l’ouverture, l’état des canaux internes, les soudures, les raccords, les points de fixation et les dépôts retirés, avec des repères d’échelle.
- Conserver les pièces retirées, les dépôts, les matières ayant causé une obstruction, les échantillons d’eau, les joints, les fixations et les pièces de maintenance pertinentes lorsqu’ils peuvent contribuer à l’analyse.
- Repérer les emplacements de coupe et l’orientation avant le prélèvement. Un meulage, un nettoyage, un soudage ou une découpe non maîtrisés peuvent supprimer des indices de rupture, de corrosion, d’état de surface ou de dépôt.
La préservation des éléments de preuve fait partie intégrante de l’enquête technique. Une surface réparée peut rétablir temporairement le fonctionnement tout en rendant plus difficile la vérification du mécanisme d’origine.
2. Reconstituer la chronologie d’exploitation
Rassembler le plan approuvé et son indice de révision, les dossiers matière et de fabrication, la date d’installation, les réparations, les modifications du circuit, les relevés de traitement de l’eau, la pression, le débit, les températures d’entrée et de sortie, les alarmes, les déclenchements, les perturbations du procédé, l’historique des démarrages et arrêts, les travaux sur le réfractaire et les modifications apportées aux équipements adjacents.
Comparer l’événement avec :
- la mise en service et la première exploitation ;
- le fonctionnement normal en régime établi ;
- les démarrages, arrêts, épisodes de faible débit, déclenchements et redémarrages ;
- les variations de charge thermique du procédé, de charge du four, de bain, de laitier, de flamme, de lance ou de position de l’arc ;
- les changements de source d’eau, de chimie, de filtration, de pompe, de vanne, de flexible, de collecteur ou d’équilibrage du circuit ;
- les changements liés à la maintenance, au nettoyage, au soudage, au supportage, à l’alignement ou au réfractaire.
Les tendances doivent être interprétées en tenant compte de l’emplacement du capteur, de la fréquence d’échantillonnage, de l’état d’étalonnage et des périodes de données manquantes. Une valeur normale au collecteur ne prouve pas que chaque passage interne disposait d’un débit local suffisant.
3. Cartographier les dommages avant de sélectionner les contrôles
Établir une cartographie des dommages reliant l’état observé au plan du composant et à son orientation en service :
- face chaude, face froide, bord, angle, transition, raccordement, soudure, zone affectée thermiquement, canal usiné, bouchon ou point de fixation ;
- emplacement unique, motif répétitif, motif propre à un circuit ou motif généralisé à l’ensemble du système ;
- amincissement local, rainurage, piqûres, dépôt, obstruction, réseau de fissures, déformation, impact ou rupture ;
- relation avec le sens d’écoulement de l’eau, les points hauts et bas, les coudes, les zones mortes, les changements de section, les contraintes, les lacunes du réfractaire et la source thermique.
Les mesures d’épaisseur de paroi, contrôles dimensionnels, relevés endoscopiques, analyses de dépôts, contrôles de surface, examens métallographiques, analyses chimiques, mesures de dureté et de conductivité, examens de rupture ou autres contrôles doivent être sélectionnés après avoir défini la question à laquelle les éléments de preuve doivent répondre. Le ressuage PT peut révéler des discontinuités débouchant sur une surface non poreuse appropriée, mais il ne détecte pas les discontinuités internes fermées et ne fournit pas de critères d’acceptation.
4. Examiner des familles de causes, pas une seule explication privilégiée
Conditions du circuit de refroidissement
Examiner les conditions d’entrée, la pression disponible, le débit réel, l’équilibrage du circuit, la section des passages, les coudes, les pertes de charge locales, la purge d’air, la vidange, le risque d’ébullition, les dépôts, l’entartrage, les obstructions, la vitesse d’érosion, le comportement des pompes ou des vannes et les restrictions aux raccordements. Un essai de pression ou d’étanchéité sur le composant déposé ne démontre que le périmètre et les conditions définis pour l’essai ; il ne reproduit pas la sollicitation thermique en service et ne prouve pas la répartition du débit sur site.
Conditions thermiques et mécaniques
Examiner la répartition du flux thermique, les démarrages et arrêts, les gradients thermiques, les contraintes, la dilatation différentielle, les transitions de section, les surchauffes locales, le support du réfractaire, le montage, les déformations, les impacts, les vibrations et les charges externes. Une fissuration à proximité d’une transition ou d’une fixation peut résulter de plusieurs mécanismes contributifs.
Chimie de l’eau, érosion et corrosion
Examiner la source et le traitement de l’eau, la conductivité, le pH ou les autres paramètres chimiques maîtrisés par le projet, les solides dissous ou en suspension, l’oxygène, les chlorures ou autres espèces pertinentes, la vitesse, les couples galvaniques, les dépôts, les crevasses et les conditions d’arrêt. Ne pas déduire un mécanisme de corrosion universel de la seule couleur ou apparence des dépôts ; l’emplacement du prélèvement et la méthode d’analyse sont déterminants.
Matériau, fabrication et assemblages
Vérifier l’identité et l’état du matériau, la forme du produit, la filière moulée ou corroyée, la réalisation des canaux, les transitions d’épaisseur, la conception des soudures ou des brasages, le métal d’apport et le mode opératoire le cas échéant, le traitement thermique, l’usinage, le nettoyage, l’étape de contrôle, l’historique des réparations et la traçabilité. Une indication n’est pas automatiquement le défaut initiateur, et un certificat matière ne démontre pas à lui seul l’intégrité hydraulique ni les performances en service du composant fini.
Installation et modifications d’exploitation
Contrôler l’alignement, les supports, les fixations, les flexibles, les collecteurs, les vannes, les joints, les faces d’étanchéité, les charges imposées, le contact avec le réfractaire, les jeux de montage, les pratiques de nettoyage, les modifications du procédé et les modifications non autorisées. Le seul remplacement du composant ne corrigera pas une cause externe au système.
5. Utiliser une matrice de vérification
Pour chaque cause plausible, consigner :
| Hypothèse | Éléments qui l’étayent | Éléments qui la remettent en cause | Contrôle ou enregistrement requis | Responsable | État |
|---|---|---|---|---|---|
| Exemple : passage obstrué | Dépôt dans le passage cartographié ; modification de l’historique de débit | Aucune obstruction relevée dans le circuit adjacent | Endoscopie, coupe, analyse du dépôt, comparaison des circuits | Équipe projet | Ouvert |
Conserver les observations, les interprétations et les conclusions dans des champs distincts. Lorsque des éléments de preuve ont été détruits ou que les données d’exploitation sont incomplètes, signaler l’incertitude au lieu de la transformer en certitude.
6. Maîtriser l’action corrective
L’action corrective peut porter sur le nettoyage ou la modification du circuit, la maîtrise de l’eau, l’instrumentation, le montage, le réfractaire, les procédures d’exploitation, la géométrie du composant, les transitions de section, le matériau, les assemblages, le contrôle ou la maintenance. Relier chaque action à une cause vérifiée ou hiérarchisée selon le risque.
Une modification du plan de remplacement ne constitue pas automatiquement une amélioration. Consigner le fondement de la modification, les interfaces concernées, les incidences hydrauliques et thermiques, le plan de contrôle, l’approbation et le suivi après installation. Un seul échantillon défaillant ne permet pas d’établir une règle universelle de durée de vie pour tous les composants ou tous les sites.