À LA SOURCE

SYSTÈME DE CAPTATION AVEC PISTOLET VACUUM

^{Michel Gagnon1}

La norme du manganèse dans l’air, résultant des opérations de soudage, est appelée  à diminuer jusqu’à 0,02 mg/m. La protection des travailleurs exigera un système de pistolet vacuum des plus performants. Pas de place pour l’improvisation.

En vue de déterminer l’efficacité du système de captation avec pistolet vacuum, il y a cinq paramètres à considérer.
1. Paramètres de soudage ;
2. débit et niveau vacuum nécessaires dans le réseau ;
3. conception du réseau de conduites ;
4. évaluation de l’influence de la distance entre le raccordement au réseau et le raccordement au pistolet ;
5. choix du pistolet MIG (Metal inert gas) assisté par vacuum.

Dans ce qui suit, nous précisons chacun de ces paramètres.

Paramètres de soudage

Les premiers éléments à considérer sont les paramètres de soudage. En effet, ces paramètres vont être déterminants dans la sélection de toutes les composantes du système de captation à la source des fumées de soudage. Ces composantes sont les pistolets, la source vacuum, le réseau de conduites et le raccordement entre le réseau et le pistolet.

Plus les paramètres de soudage, soit le voltage et l’ampérage, seront élevés, plus la colonne de convection naturelle générée par le procédé sera importante. En conséquence, plus les paramètres seront élevés, plus le débit nécessaire pour contenir cette colonne de convection devra lui aussi être élevé.

Ainsi, le choix de la source vacuum sera déterminé par les besoins générés par le procédé.

De plus, le choix du pistolet à souder va lui aussi influencer le choix de la source vacuum.

Le pistolet aura sa propre courbe de performance. Pour le débit utilisé, il sera nécessaire le de lui fournir le niveau vacuum requis.

Débit et niveau vacuum nécessaires

Bien entendu, le niveau vacuum du réseau devra être compatible avec les paramètres de soudage ainsi qu’avec le pistolet choisi. Pour chaque pistolet, il y a un niveau vacuum requis afin d’obtenir le débit nécessaire à l’application. Avec des paramètres élevés, le niveau vacuum du réseau devra être sélectionné en conséquence afin d’obtenir le débit requis pour l’application.

Considérant le débit généré par la source vacuum, à une pression statique négative donnée, il faut prendre en considération les pertes de pression dans le réseau ainsi que dans les conduites installées entre le réseau et le raccordement du pistolet. Toutes ces pertes doivent être soustraites au niveau du vacuum que la turbine génère afin de
savoir ce qui restera disponible au raccordement du pistolet.

Le procédé exige un certain débit pour con trôler la colonne de convection générée. C’est ce débit qu’il faut obtenir au niveau du pistolet. De plus, le débit total de la source vacuum devra correspondre au nombre de postes de soudage en simultané à contrôler.

Conception du réseau de conduites

Beaucoup de précautions devront être prises pour concevoir l’ingénierie du réseau. Le but principal est d’obtenir un réseau avec un minimum de perte de pression entre la descente la plus rapprochée de la source vacuum et celle qui est la plus éloignée.
Deux questions se posent à cet effet.
• Quelles sont les distances à parcourir avec les conduites ?
• Quel sera le débit requis pour répondre à la demande ?

Plus on aura de distance à parcourir, plus nos vitesses de conduite devront être basses afin de réduire au minimum les pertes de pression par frottement dans les conduites.

Plus les diamètres de conduite sont petits, plus basse doit être notre vitesse, toujours en vue de réduire au minimum les pertes de pression dans le réseau.

Finalement, les descentes doivent être conçues en fonction du débit. En effet, plus le débit sera élevé, plus la dimension des descentes sera grande.

Distances entre les raccordements

Il y a une influence entre la distance du raccordement au réseau et le raccordement au pistolet. Il sera très important de bien évaluer cette distance, car c’est probablement le facteur où la perte de vacuum sera la plus importante. Toutes les pertes avant le raccordement au pistolet auront pour effet de réduire le débit du pistolet donc de diminuer son efficacité de captation.

L’utilisation de tuyau flexible pour ce raccordement est la façon la plus facile d’exécuter ce raccordement. Par contre, ce genre de tuyau engendre la plus grande source de perte de vacuum. La perte de vacuum dans un tuyau flexible est pratiquement quatre fois plus importante que dans un tuyau rigide.

Il sera donc très salutaire, si cela est possible, d’utiliser du tuyau rigide pour une partie du raccord. Il sera également primordial de bien dimensionner ces conduites afin d’obtenir le niveau vacuum nécessaire au pistolet.

Choix du pistolet MIG assisté par vacuum

Afin d’être conforme aux normes en vigueur, la sélection du pistolet devra se faire en considérant les paramètres de soudage qui seront la clé de la décision.

Avec de faibles paramètres, inférieurs à 5 kW, on peut s’en tirer  avec à peu près n’importe quel type de pistolet assisté par vacuum. Par contre, tous les pistolets qui ont un raccord de 1,5 po (3,8 cm) de diamètre ne pourront être utilisés que pour des paramètres de soudage inférieurs à 5 kW. Par ailleurs, au-delà de ces paramètres, la cap ta tion à la source des fumées de soudage avec ce genre de pistolets ne permettra pas d’être conforme aux normes en vigueur. Il faudra choisir des pistolets assistés par vacuum qui sont performants en plus d’être très ergonomiques.

À titre d’exemple, la norme pour le manganèse présent dans l’air est de 0,02 mg/m dans plusieurs régions du monde. Même si actuellement elle est de 0,2 mg/m3 au Québec, il faut prévoir qu’elle s’ajustera elle aussi à 0,02  mg/m3. Heureusement, la recherche a permis de mettre au point des systèmes capables de protéger les travailleurs face à des normes aussi basses.

Conclusion

Le choix d’un système performant incluant la source vacuum, le réseau de conduite et le pistolet tel que décrit ci-haut, constitue une étape primordiale pour la protection des travailleurs. Le respect des normes est obligatoire et l’investissement d’un équipement adéquat ne peut qu’être rentable.

1 – Michel Gagnon – PRÉSIDENT HENLEX [michelgagnon@henlex.com]