Guide pour le contrôle des purgeurs de vapeur

Les purgeurs vapeur sont des vannes automatiques conçues pour évacuer le condensât (et expulser l'air) sans perdre de vapeur. Et comme tout dispositif mécanique, ils sont sujets à une usure qui nécessitera probablement un entretien pour restaurer les spécifications du fabricant et empêcher :

• Les fuites de vapeur, ou …
• Évacuation des condensats bloquée (c.-à-d. lorsque les purgeurs sont froids)

Plusieurs méthodes sont utilisées pour contrôler les conditions de fonctionnement d'un purgeur de vapeur afin de déterminer s'il fonctionne correctement : observation visuelle, mesure de la température, mesure des sons/vibrations ou ultrasons et combinaison de ces méthodes.

Partie 1 : Contrôle des purgeurs par observation visuelle

Bien que limitée dans sa portée, l'observation visuelle constitue une première étape importante pour déterminer si un purgeur fonctionne correctement ou non.

Par exemple, certains signes visuels tels qu'une évacuation insuffisante du condensât ou une fuite extrêmement importante de vapeur en dehors du purgeur peuvent indiquer qu'il est nécessaire de réparer celui-ci. Bien entendu, le diagnostic visuel est limité à l'inspection des systèmes ouverts. Par exemple, si le condensât est récupéré dans un système de canalisation fermé, cela empêchera d'effectuer un diagnostic visuel. L'installation d'une vitre à la sortie du purgeur peut aider à fournir une indication visuelle dans certains cas.

Les purgeurs peuvent également être inspectés au niveau de leur surface externe pour détecter d'éventuelles fuites par un orifice, un joint d'étanchéité ou joint de bride. Dans la plupart des cas, à moins qu'un problème puisse être clairement identifié visuellement, un contrôle des purgeurs par le son et par la température (ou dans certains cas, par thermographie) sera alors nécessaire pour obtenir un diagnostic correct.

Partie 2 : Contrôle des purgeurs en utilisant la température

Mesurer la température du condensât à l'entrée d'un purgeur constitue la première étape du processus de contrôle d'un purgeur vapeur. Hormis en cas de sous-refroidissement intentionnel (notamment dans certains traçages de basse température), la température du condensât à l'entrée du purgeur doit être proche de celle de la vapeur saturée.

Purgeurs froids (bloqués)

La mesure de la température peut être extrêmement utile quand on essaie de déterminer si :

• Un purgeur est bloqué
• La capacité du purgeur est insuffisante

Car de tels problèmes provoquent un reflux du condensât, faisant baisser la température du purgeur. Si la température est significativement inférieure et que l'installation est « en service », une température basse indique généralement : un purgeur sous-dimensionné, un orifice de pression inadapté au purgeur, une panne due à un purgeur bloqué ou à un filtre en mauvais état, ou bien une possible différence de pression négative (problème de "charge critique") dans le cas d'un équipement alimenté par une vanne de régulation modulante.

En situation de "charge critique", il se peut que le purgeur soit en bon état, mais une méthode de drainage alternative est nécessaire. Le remplacement du purgeur par un modèle identique n'aura aucun effet pour améliorer la capacité d'évacuation. Pour plus d'informations concernant la "charge critique", consultez : Qu'est-ce que le phénomène de blocage?

Peut-on déterminer les fuites de vapeur grâce à la température ?

Utiliser les mesures de température pour déterminer si un purgeur vapeur présente des fuites ou non peut mener à une analyse erronée. Cela est dû au fait qu'un condensât à température élevée se revaporise quand il est introduit dans un système avec une pression inférieure. Comme la température de la vapeur de revaporisation est identique à celle de la vapeur vive qui fuit, il n'est pas possible de faire la différence entre une fuite de vapeur et une décharge de condensât régulière seulement en mesurant la température. Un rapport d'état erroné basé sur la température peut mener au remplacement inutile d'un purgeur de vapeur en bon état.

Partie 3 : Contrôle des purgeurs en utilisant le son

Le condensât s'écoulant au travers d'un purgeur produit des sons et des vibrations, de même que les mécanismes des vannes d'ouverture et de fermeture de la plupart des purgeurs. Quand un purgeur ne fonctionne plus comme il le devrait (à cause de l'usure, d'un blocage ou pour toute autre raison), ces sons deviennent souvent différents. Reconnaître cette différence peut être une méthode pour évaluer l'état d'un purgeur vapeur.

Dans les purgeurs à flotteur inversé ouvert, par exemple, des particules ou débris flottants peuvent bloquer l'orifice d'évacuation. Ce qui entraine la fermeture temporaire du réservoir inversé, engendrant un blocage de l'évacuation et éventuellement des cas de gel dans certains environnements.

Exemple de fuite dans un purgeur à flotteur inversé ouvert

Dans un purgeur à flotteur inversé ouvert, la vapeur vive est susceptible de s'échapper si la charge de condensât est trop faible et que le condensât primaire est perdu.

La vapeur vive qui s'échappe d'un purgeur peut également produire un son distinct et identifiable, comme la différence entre « un sifflement et une vague ». Un sifflement est le son aigu provoqué par la vapeur, même s'il est possible qu'il ne soit que très léger. Il est impossible d'avoir le même son avec un liquide, que ce soit avec une vague importante ou une goutte tombant d'un robinet.

Le condensât doit généralement s'écouler au travers d'un purgeur et le son doit avoir une tonalité basse. Ainsi, si le son change et semble plus proche d'un son aigu, comme celui d'un flux de vapeur, il se peut alors que le purgeur présente une grande quantité de vapeur de revaporisation ou qu'il y ait une fuite de vapeur vive. Le purgeur doit donc être inspecté plus minutieusement.

Tableau récapitulatif : Contrôle des purgeurs par observation visuelle et par le son

Purgeur qui fonctionne correctement
Illustration
Description	Évacuation d'un faible volume de condensât	Vapeur de revaporisation et condensât évacués en continu	Volume imoortant de condensât et de vapeur vive évacués en continu
Son	Pratiquement aucun son	Sifflement	Sifflement plus fort

Purgeur en fuite
Illustration
Description	Vapeur vive (propre) à haute vélocité évacuée avec le condensât	Vapeur vive (propre) à haute vélocité évacuée	Évacuation continue de vapeur vive (propre) à haute vélocité
Son	Similaire à une fuite d'air comprimé	Similaire à une fuite d'air comprimé avec un léger sifflement	Sifflement plus fort

	Purgeur froid (bloqué)	Capacité insuffisante
Illustration
Description	Pas d'évacuation de condensât ni de vapeur Chute de la température du purgeur vapeur (Peut facilement être confondu avec des purgeurs hors service)	Évacuation faible (La capacité d'évacuation est insuffisante.)
Son	Aucun	Son très faible

Outils pour contrôler les purgeurs

Contrôle en utilisant la température

Divers outils peuvent être utilisés pour contrôler les purgeurs vapeur en utilisant la température, le son ou un mélange des deux. Inspecter un purgeur en mesurant uniquement la température nécessite que la sonde de température soit placée de manière spécifique à l'entrée du purgeur, et non à la sortie.

Par exemple, même si la température de la vapeur à l'entrée est de 250°C [482°F] et si le condensât est évacué à l'atmosphère, la température à la sortie du purgeur ne devrait pas dépasser 100°C [212°F]. Par conséquent, en cas de fuite de vapeur,il n'est pas possible de faire un diagnostic correct de l'état du purgeur. Il vaut mieux utiliser la température pour contrôler les purgeurs bloqués fermés plutôt que pour identifier les fuites de vapeur.

Les instruments améliorés utilisés pour mesurer la température présentent un thermocouple et un affichage numérique afin de faciliter leur utilisation et permettre des mesures précises. Cependant, pour fournir le diagnostic le plus précis possible, aussi bien pour les blocages que pour les fuites, l'instrument doit permettre à la fois de mesurer la température et les sons ou ultrasons.

Contrôle en utilisant le son

Des stéthoscopes peuvent être utilisés pour amplifier le son à l'intérieur d'un purgeur. Malgré le manque de précision par rapport aux instruments électroniques plus modernes, leur portabilité et leur facilité d'utilisation en font des outils utiles quand ils sont combinés avec des équipements d'inspection plus modernes. L'endroit où placer la sonde du stéthoscope dépendra du type de son que le contrôleur souhaite entendre. Il est généralement nécessaire de contrôler à plusieurs endroits.

Les stéthoscopes qui amplifient les sons en utilisant un diaphragme en contact direct avec l'objet (par exemple, ceux utilisés par les médecins professionnels) ne peuvent pas être utilisés avec les purgeurs de vapeur, car ces derniers ne présentent généralement pas de surface plane suffisamment large pour le placement du diaphragme. Les instruments médicaux peuvent également être trop fragiles pour une utilisation prolongée dans les conditions d'une usine. C'est pourquoi un stéthoscope spécifique avec une sonde allongée à la place d'un diaphragme est souvent utilisé. Bien entendu, un instrument de mesure électronique basé sur les ultrasons pour contrôler les purgeurs fournira une meilleure précision qu'un stéthoscope.

Inspection d'un purgeur en utilisant le son

Bien que moins précis que les équipements plus modernes, les stéthoscopes sont des instruments faciles à utiliser qui peuvent amplifier les sons émis par l'orifice d'un purgeur de vapeur pendant son fonctionnement.

Comme mentionné précédemment, le mieux est d'utiliser des instruments qui mesurent à la fois la température et les ultrasons. La mesure de la température est nécessaire pour vérifier si le purgeur est bloqué ou non, tandis que la mesure des ultrasons constitue la méthode privilégiée pour vérifier les fuites de vapeur, car le son d'une fuite de vapeur est significativement différent de celui d'une fuite de condensât.

Lorsque c'est filtré correctement, de tels instruments basés sur la température et les ultrasons peuvent fournir des mesures cohérentes et précises auxquelles le contrôleur peut se fier pour diagnostiquer l'état du purgeur. Certains instruments basés sur les ultrasons peuvent même fournir automatiquement une estimation de l'état du purgeur en comparant les résultats mesurés à ceux obtenus dans des conditions connues pour les mêmes niveaux d'ultrasons, améliorant ainsi grandement la précision du diagnostic.

Recommandations

Le contrôle des purgeurs de vapeur est très important dans la gestion d'un parc de purgeurs. Lorsqu'un dysfonctionnement est confirmé, le purgeur doit être réparé ou remplacé le plus vite possible afin d'avoir le meilleur retour sur investissement.

Pour un diagnostic précis de l'état d'un purgeur, il est primordial de recourir à l'aide d'un professionnel expérimenté qui utilisera des équipements spécialisés. Pour les raisons précitées, il est fortement recommandé que ses équipements soient capables de mesurer à la fois la température et les ultrasons.

En plus du purgeur lui-même, il est également important d'inspecter les équipements périphériques, y compris les vannes manuelles, les vannes de by-pass, les clapets, ainsi l'état de fonctionnement de l'équipement utilisant la vapeur. Optimiser régulièrement votre système vapeur de cette façon peut aider à maximiser l'efficacité des processus et permettre une augmentation significative des économies d'énergie.