Echantillonnage des charbons

FICHE TECHNIQUE N°1
Echantillonnage des charbons
PAR PRELEVEMENTS
:
METHODE MANUELLE
La norme de référence est ISO 18283 nouvelle version éditée en sept 2006 de l’ancienne norme
1988-75. Elle s’applique principalement à la houille et par extension aux pondéreux qui ne sont pas
spécifiquement couvert par une norme, tels que petcokes, castines calcaires, etc..
PRINCIPES ET RECOMMANDATIONS.
Les conditions dans lesquelles se font les prélèvements d'échantillons sont primordiales. On ne peut, en
effet, attribuer une valeur à un combustible à partir d'une analyse que dans la mesure où l'échantillon est bien
représentatif de la totalité du lot.
1.
CONSTITUTION DE L'ECHANTILLON GLOBAL
L'échantillon global est obtenu par de nombreux prélèvements élémentaires de relativement faible importance,
aussi uniformément répartis que possible dans la masse d'un lot à échantillonner. Les échantillons sont recueillis
dans des récipients étanches. Afin d'éviter les erreurs, ces derniers sont identifiés à l'aide d'étiquettes.
2.
MODE OPERATOIRE
a) Nombre de prélèvements élémentaires
Pour fixer ce nombre, on distingue trois cas :
- Echantillon global pour l'humidité.
- Echantillon global pour essais.
- Echantillon global commun.
Dans tous les cas, le nombre de prélèvements élémentaires dépend de la variabilité du lot.
Le tableau suivant donne le nombre minimum de prélèvements élémentaires à effectuer pour un lot de masse
inférieure à 1 000 t. (à titre indicatif uniquement – pour un plan d’échantillonnage se reporter au texte de la
norme)
AUTRES ESSAIS (1)
QUALITE
DE
ETAT DU LOT
HUMIDITE
CHARBON
Convoyeur et
chute libre
Wagons et
péniches
Navires de mer
Tas de stockage
épuré
16
16
24
32
32
non épuré
32
32
48
64
64
(1)
Il est possible de ne prélever qu'un seul échantillon pour humidité et pour les autres essais. Le nombre de
prélèvements est celui adopté pour les essais autres que la détermination de l'humidité.
Si la masse est supérieure à 1000 t, on peut augmenter le nombre de prélèvements élémentaires en multipliant
les nombres du tableau ci-dessus par :
M
1000
M étant la masse du lot en tonnes.
b) Masses minimales de prélèvements élémentaires
La dimension des morceaux constituant le lot est inférieure à 125 mm. Cette masse est déterminée par la formule
empirique :
P = 0,06 D
P est la masse du prélèvement en kilogrammes.
D est la dimension nominale supérieure des morceaux de charbon, exprimée en millimètres.
P ne doit jamais être inférieur à 0.500 kilogrammes.
L'outil de prélèvement, quel qu'il soit, a une ouverture égale au minimum à 2.5 fois la dimension nominale du
produit avec un minimum de 30 mm d'où le tableau suivant :
DIMENSION
NOMINALE
DU PRODUIT EN MM
10
20
30
50
80
100
125
OUVERTURE
DE L'OUTIL
EN MM
30
50
75
125
200
250
320
CONTENANCE
EN KG
0.5
1.0
1.5
2.5
4.0
5.0
6.4
La masse minimale des prélèvements élémentaires est fixée de façon à ne pas introduire au moment du
prélèvement une erreur systématique pour des raisons de granulométrie. Si le produit est de calibre supérieur à
125 mm, il s'avère nécessaire de détacher, au moyen d'un marteau, des fragments de gros morceaux. Toutefois
l'importance de ces fragments dans chaque prélèvement individuel doit correspondre à l'importance des gros
morceaux dans le lot. En outre, ils doivent avoir une composition voisine de celle des morceaux dont ils sont
détachés.
c)
Mode de prélèvement
La règle générale à observer consiste à répartir aussi uniformément que possible les points de prélèvements
dans l'ensemble de la masse à échantillonner.
Charbon en mouvement (méthode qui aura notre préférence dans la mesure du possible)
Les prélèvements doivent être régulièrement répartis dans le temps et effectués sur toute la largeur du flot en
arrêtant périodiquement la bande transporteuse.
Si ce n'est pas possible, faire des prélèvements :
- Successivement et alternativement, sur des sections de flot déterminées à l'avance.
- A un point de chute en coupant le flot alternativement de gauche à droite et de droite à gauche.
Navire
Si le déchargement est effectué sur la bande transporteuse, on utilise la même méthode que celle du chargement
en mouvement.
Lorsqu'on ne peut pas échantillonner sur la bande transporteuse, deux solutions sont possibles :
- Chargement à la benne à partir d'un stock : faire les prélèvements lors d'interruption des opérations de
manutention ou après le remplissage de la benne sur la partie enlevée.
- Déchargement à la benne à partir de la cale du navire : effectuer les prélèvements sur la partie mise à terre.
Stock
Si l'on ne peut accéder au combustible que par sa surface supérieure, on utilise autant que possible une sonde.
Si le tas est trop épais ou l'emploi d'une sonde impossible, il faut accéder aux points de prélèvement qu'on s'est
fixé par des tranchées, en veillant à ce que le prélèvement soit fait dans la masse de combustible en place et non
dans les éboulis provoqués par le creusement.
Dans tous les cas, il faut pratiquer un trou de 20 à 30 cm de profondeur avant de recueillir un prélèvement à la
pelle ou à la sonde. L’échantillonnage sur un stock stationnaire est aléatoire et donc proscrit pour une analyse
commerciale.
3.
ENREGISTREMENT
Chaque technicien a un numéro d'immatriculation qui lui est propre.
Exemple : 001 HR 07
♦ est le numéro chronologique de l'échantillon
♦ HR sont les initiales du prénom et le nom du technicien
♦ est l'année de référence
Ce numéro suit toutes les opérations depuis l'échantillonnage jusqu'à l'échantillon pour essai. L’identification de
chaque échantillon est reportée sur un formulaire (fiche d’essai F_040).
INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES
1)
Echantillonnage des matières entrantes (charbons, petcokes..) :
Afin de réaliser l’échantillonnage des matières entrantes dans des conditions de représentativité
optimale, nous procédons de la manière suivante :
1.1
Plan d’échantillonnage :
à réception de la commande du client (avis d’arrivée et/ou planning de déchargement des navires) :
Identification précise du lot à échantillonner ; nous devons connaître :
♦
♦
♦
♦
la qualité et nature du produit,
la taille du lot en tonnes métriques,
le calibre nominal maximum,
le cas échéant , la variation de la qualité (par défaut il est retenu une classification moyenne),
Sur cette base, il est établi un plan d’échantillonnage qui détermine précisément :
♦
♦
♦
♦
le lieu de prélèvement,
le nombre de prélèvements,
l’intervalle temps entre deux prélèvements,
la masse de chaque prélèvement.
1.2
Le lieu de prélèvement :
1.2.1
Dans le flot :
Nous supposons que le prélèvement sur bande (à l’arrêt) n’est en général pas envisageable (sauf sur
de petits convoyeurs à cadence nominale faible)
Au cas, où une trappe de visite au point de transfert de deux convoyeurs pourrait être utilisée, nous
préconisons que le technicien soit placé au point de prélèvement dans des conditions de sécurité correctes ( par
exemple, trappe à l’extracteur de portiques entourée de rambardes de protection ; techniciens équipés des
équipements de sécurité et de protection indispensables).
Le prélèvement est fait dans le flot avec l’outil requis (ci-contre)
(selon le calibre maximum, voir pelles ISO)
⇒
la pelle est introduite dans le flot alternativement au milieu et sur les cotés dans un seul mouvement aller –
retour, le technicien s’assurant que la pelle soit remplie jusqu’aux bords d’attaque ; le surplus éventuel est
alors rejeté.
⇒
Le technicien s’attache à ce que les prélèvements soit d’une masse relativement uniforme.
1.2.2
Sur le tas de stockage :
Avec l’outil adéquat :
(pelle ISO de dimensions adéquates pour le produit considéré, soit par exemple :
•
de 300 mm de profondeur x 100 mm de hauteur de rebord x 150 mm d’ouverture pour des charbons
de calibres 0 / 50 mm,
•
de 60 mm de profondeur x 35 mm de hauteur de rebord x 60 mm d’ouverture pour des minerais de
calibre < 10 mm,
ou une sonde de 30 mm de diamètre intérieur pour les produits fins).
nous réalisons
:
a) sur les produits fins et hétérogènes (minerais et charbons)
(pile en forme de pyramide allongée)
2 prises dans la partie supérieure du tas,
3 prises au milieu du tas &
5 prises dans la partie inférieure du tas.
b) sur les produits calibrés (minerais rocheux …)
(tas en forme de tas de sable écrasé au sommet)
2 prises dans la partie supérieure du tas,
4 prises au milieu du tas &
4 prises dans la partie inférieure du tas.
Cette opération est réalisée si possible en accédant à la partie haute du tas dans un déplacement
circulaire de la base vers le sommet. Compte tenu de la manutention en cours et du déversement de produit
sur l’une ou l’autre face du tas, ce déplacement du technicien sur le tas est limité à la partie où le produit n’est
pas en chute libre.
Cette opération est répétée à intervalles réguliers (selon le nombre de prélèvements –voir cidessous) au fur et à mesure de la constitution du tas et pendant tout le déchargement de façon à ce que
toute les parties du lot soient concernées par le processus d’échantillonnage.
Les échantillons sont collectés dans des récipients solides et hermétiques (type bidon plastique ou
bidon laitier – voir photo ci-dessus). Ces bidons sont fermés entre deux prises ; les échantillons sont
conservés au cours du poste, divisés et ramenés à l’atelier par chaque technicien. Les bidons sont numérotés
et portent l’identification du lot et de la qualité contenue.
Dès qu’un lot est constitué, le personnel en faction à l’atelier prépare l’échantillon pour humidité
sans délais (après avoir convoqué, le cas échéant, un contradicteur nommé par la partie adverse). Le
contradicteur est invité à assister aux pesées, préparation des poudres et distribution granulométrique.
Les techniciens se relaient sur les postes - 5/13/21h - en remplissant à tour de rôle une fiche de
poste et d’incident (formulaire F_103 en annexe) qui permet à chacun de connaître le déroulement des
opérations et de prendre son poste sans perte d’information.
1.3
Le plan d’échantillonnage (nombre de prélèvements, masses, etc..) :
Nous donnons ci-dessous un aperçu des plans d’échantillonnage ; le détail est communiqué dans les tableaux
transmis en annexe par mails. Il s’agit de principes qui peuvent être adaptés localement en fonction des
circonstances.
1.3.1
Charbons à coke, charbons pour injection, cokes de pétrole :
1.4
La division :
Avant transport vers les ateliers, les échantillons sont réduits sur place à l’aide d’un rifle portatif.
(Modèle GILSON à ouverture réglable et bacs de réception sous l’appareil).
Sources :
Fiches internes DST Séminaire de formation AS Services techniques
Pour tous renseignements complémentaires :
BULK TESTING Int. – Alain DELOYE
+ 33 06 08 486 929
BP 4114 - 76020 ROUEN Cedex - F
Tel 33 235 71 17 60 – Fax 33 235 88 71 19
E-mail : [email protected]