12.07.23

Rouging : dépôts dans les systèmes d’eau purifiée

Les dépôts sur les surfaces inoxydables, que l'on trouve dans les secteurs pharmaceutique, alimentaire et biotechnologique, peuvent avoir différentes causes. La contamination microbienne, le rouging, le blacking et la corrosion sont quelques-unes des principales causes de ces dépôts indésirables.

Même sur des surfaces inoxydables soigneusement entretenues, des dépôts indésirables peuvent se former, notamment dans les installations de production pharmaceutique, biotechnologique et alimentaire. Ces dépôts peuvent nuire à la qualité de la surface, entraîner une contamination par des particules, favoriser la croissance de biofilms et rendre le nettoyage plus difficile. Dans ce contexte, plusieurs causes sont identifiées :

• Contamination des systèmes de conduites d’eau par une contamination microbienne – la contamination la plus connue est la formation de biofilms
• Rouging
• Blacking
• Corrosion

Biofilm & contamination microbienne

Les bactéries présentes dans les environnements humides adhèrent à la surface en sécrétant une substance visqueuse et gluante connue sous le nom de substances polymères extracellulaires (EPS). Il peut s’agir d’une seule ou de plusieurs espèces de bactéries, mais aussi de champignons, d’algues, de levures, de protozoaires ou d’autres micro-organismes. Les principaux responsables de la production de biofilm sont les suivants :

• Matériel (par ex. filtres, tuyaux, tubes matériau d’étanchéité, etc.)
• Personnel (plus grande source de contamination par les vêtements, comportement aseptique)
• Environnement de la pièce par les procédures de nettoyage
• Équipement de mesure

Lisez cet article sur l’apparition et les risques des biofilms.

Rouging

Le terme “rouging” désigne les modifications ou les dommages de la couche passive. Le phénomène de rouging se produit de préférence dans les systèmes d’eau ultra-pure et de vapeur ultra-pure chauds. Il faut partir du principe que les eaux très pauvres en ions ont un fort “effet d’aspiration” sur les composants des alliages de matériaux, généralement des aciers inoxydables, et qu’elles souhaitent ainsi réduire leur pauvreté en ions. Avec l’augmentation de la température (> 60°C), le déplacement de l’équilibre de l’acide carbonique entraîne un abaissement du pH ainsi qu’une diminution du potentiel électrochimique en raison de la pauvreté en oxygène. Ces phénomènes entraînent une modification de l’équilibre thermo-dynamique et, par conséquent, un affaiblissement du film passif. Le processus d’oxydation entraîne la formation d’une fine couche d’oxyde de fer Fe2O3, également connue sous le nom d’hématite, à la surface de l’acier inoxydable.

Dans la pratique, les systèmes concernés présentent des décolorations qui peuvent aller du brun rougeâtre au bleu clair en passant par le violet. Ces décolorations se manifestent généralement sous la forme de fines couches qui sont soit adhérentes, soit faciles à essuyer et qui présentent parfois même des propriétés crayeuses. Les colorations par rougissement se manifestent différemment selon le matériau ou la température.

Les trois catégories de décolorations par rougissement sont les suivantes :

Blacking

Le blacking désigne les dépôts nettement plus épais qui peuvent se former dans les systèmes de vapeur pure à des températures comprises entre 100 et 140°C avec une durée de fonctionnement croissante. Ces dépôts noirs et mats se composent en grande partie de couches de magnétite (Fe3O4) qui adhèrent fortement. Différents états de surface se forment en fonction du temps d’exposition et des conditions. Au début, ils sont légèrement transparents et peuvent ensuite évoluer vers des structures de surface crayeuses. Les températures élevées de la vapeur favorisent la formation de ces revêtements. Dans le cas du blacking, l’oxydation du fer joue également un rôle décisif. Des couches d’oxyde de chrome défectueuses favorisent la formation de dépôts.

Corrosion et formation de rouille

En fait, même les aciers inoxydables (STNR) peuvent subir de sérieux dommages dus à la corrosion s’ils ne sont pas utilisés correctement. Outre le bon choix du matériau et une mise en œuvre professionnelle, l’utilisation de mesures de protection contre la corrosion est également d’une importance capitale. Une grande partie des dommages dus à la corrosion qui surviennent chaque année dans le monde pourrait être évitée si une solution constructive appropriée était choisie et si les connaissances en matière de corrosion et de protection contre la corrosion étaient correctement appliquées. Les produits de corrosion peuvent fortement encrasser les composants et les systèmes, entraîner des défaillances fonctionnelles et également provoquer de graves contaminations de produits. C’est pourquoi l’élimination des dépôts et des produits de corrosion est une tâche à prendre au sérieux.

Résumé

Chacune de ces causes a des caractéristiques et des effets spécifiques sur les surfaces. Pour garantir l’efficacité et l’hygiène des installations de production, il est essentiel de comprendre les causes et de prendre les mesures appropriées pour prévenir et nettoyer ces dépôts. Le nettoyage/passivation et le derouging de composants individuels ou d’installations complètes avec des solutions alcalines, neutres et acides constituent l’une des compétences clés de Beratherm.

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