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PROTECTION CATHODIQUE PAR ANODES À
COURANT IMPOSÉ (CTG-10)
Février 2021
Clauses techniques générales
Service des infrastructures et gestion des eaux Division ingénierie
Clauses techniques générales Protection cathodique par anodes à courant imposé (CTG-10)
Février 2021 i
TABLE DES MATIÈRES
1.0 GÉNÉRALITÉS ............................................................................................. 1
1.2 MISE EN CONTEXTE ................................................................................................... 1
1.3 DÉTAILS DES ÉLÉMENTS À PROTÉGER ........................................................................ 1
1.4 COMPÉTENCES .......................................................................................................... 2
2.0 MATÉRIAUX ............................................................................................... 2
2.1 ANODES .................................................................................................................... 2
2.1.1 TYPE ........................................................................................................................ 3
2.1.2 EMBALLAGE ............................................................................................................... 3
2.1.3 ANOLYTE .................................................................................................................. 3
2.1.4 CÂBLES..................................................................................................................... 3
2.1.5 CONTRÔLE DE QUALITÉ ................................................................................................. 3
2.2 POINTS DE VÉRIFICATION .......................................................................................... 4
2.3 CONNEXIONS ............................................................................................................ 4
2.3.1 RACCORDS MÉCANIQUES ............................................................................................... 4
2.3.2 SPÉCIFICATION DE LA SOUDURE ....................................................................................... 4
2.4 PRODUITS ISOLANTS ................................................................................................. 5
2.5 CÂBLES ÉLECTRIQUES ................................................................................................ 5
2.6 ÉLECTRODE DE RÉFÉRENCE CU/CUSO4 ....................................................................... 5
3.0 INSTALLATION ............................................................................................ 5
3.1 CONNEXION DES CÂBLES AUX ACCESSOIRES .............................................................. 5
3.1.1 RACCORDEMENT MÉCANIQUE ......................................................................................... 5
3.1.2 SOUDURE ................................................................................................................. 6
3.1.2.1 Préparation de surface ....................................................................................................... 6
3.1.2.2 Préparation du câble ........................................................................................................... 6
3.1.2.3 Préparation du moule Cadweld .......................................................................................... 6
3.1.2.4 Soudure ............................................................................................................................... 6
3.1.2.5 Vérification de la soudure ................................................................................................... 6
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3.1.2.6 Scellement de la soudure.................................................................................................... 7
3.2 CONTINUITÉ ÉLECTRIQUE .......................................................................................... 7
3.3 INSTALLATION DES ANODES ...................................................................................... 7
3.3.1 EXTENSION D’UN CÂBLE – ÉPISSURES ................................................................................ 7
3.3.2 RACCORDEMENT DE CÂBLES AUX REDRESSEURS, AU POINT DE VÉRIFICATION ET DES ÉLECTRODES DE
RÉFÉRENCE CU/CUSO4 ................................................................................................ 7
3.3.3 MISE EN PLACE DES ANODES DANS LE SOL .......................................................................... 8
3.3.4 REMBLAI .................................................................................................................. 8
4.0 VÉRIFICATION ET CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DU SYSTÈME ......................... 8
4.1 AVANT LE BRANCHEMENT DES ANODES .................................................................... 8
4.2 À LA SUITE DE L’INSTALLATION DES ANODES ............................................................. 9
ANNEXES
DN-10-001 Assemblage électrique et accessoires métalliques
DN-10-002 Protection d’accessoires en fontes sur réseau d’aqueduc en PVC
Note : aucune modification p/r à la version avril 2020
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CLAUSES TECHNIQUES GÉNÉRALES Protection cathodique par anodes à courant imposé
1.0 GÉNÉRALITÉS
1.1 DÉFINITIONS
En plus des définitions ci-bas, les définitions contenues dans le document Clauses administratives générales de la Ville de Saint-Jean-sur-Richelieu s’appliquent au présent document.
NACE : National Association of Corrosion Engineers (Association nationale des ingénieurs en corrosion).
CEFRACOR : Centre Français de l'Anticorrosion
1.2 MISE EN CONTEXTE
Le présent document décrit les spécifications techniques relatives à l’installation d’un système de protection cathodique par anodes à courant imposé et redresseur de courant afin de protéger les accessoires métalliques contre la corrosion, et ce, pour une période estimée à 50 ans ainsi que la réalisation de tous les tests de potentiels statiques avant et après l’installation des anodes.
La protection cathodique par anodes à courant imposé consiste à relier le métal à protéger avec le pôle négatif d’une source de courant continu d’alimentation et le pôle positif à une électrode auxiliaire (anode).
1.3 DÉTAILS DES ÉLÉMENTS À PROTÉGER
Tous les éléments métalliques qui nécessitent d’être protégés doivent tous être reliés entre eux par un câble noir. Ces éléments métalliques sont, sans s’y limiter, les suivants :
• Sellette (en acier inoxydable ou non); • Robinet de prise; • Robinet de branchement; • Bouche à clé;
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• Bride; • Vanne; • Té d’ancrage; • Borne d’incendie; • Tiges filetées en acier galvanisé; • Coudes en acier galvanisé; • Conduites en acier galvanisé; • Raccords en fonte ductile.
1.4 COMPÉTENCES
La main-d’œuvre employée doit être qualifiée pour les travaux et avoir un minimum de 3 ans d’expérience dans l’installation d’anodes.
La vérification et le contrôle de la qualité du système doivent être effectués par un inspecteur indépendant certifié Cathodic Protection Technician (CP2) par la NACE ou CEFRACOR niveau 2 Terre.
2.0 MATÉRIAUX
2.1 ANODES
Les dessins de détail types présentent l’agencement général de la protection cathodique des accessoires sur le réseau d’aqueduc. Le nombre d’éléments est variable et par conséquent, le positionnement des anodes à courant imposé doit tenir compte de cet aspect et convenir à l’ensemble des assemblages réels, tout en assurant une protection adéquate pour la variété d’accessoires rencontrés.
Sauf indication contraire, un seul type d’anode a été choisi pour protéger l’ensemble des éléments, soit une anode de Titanium MMO de type Tita-tube 2.5A.
Les anodes doivent être installées en parallèle au réseau d’aqueduc et accessoires désignés. Le positionnement des anodes doit être conforme aux dessins présentés DN-10-001 et DN-10-002 soit à tous les 250 mètres.
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2.1.1 TYPE
Chaque anode doit :
• être composée d'un catalyseur qui oxyde les métaux précieux sur un substrat fritté bâtonnet solide;
• avoir un câble de 3 mètres de type RWU-90 10/7 rouge; • avoir un alliage de titane MMO conforme à la norme ASTM B338-93, grade 1.
2.1.2 EMBALLAGE
Chaque tige de titane doit être construite dans un tube d’acier en usine ou autre méthode et la description suivante doit être inscrite :
• type d’anode Tita-tube MMO 2.5A; • nom du manufacturier.
Le tube doit être assez long pour contenir l’anolyte à chaque extrémité de la tige. Les capuchons des extrémités du tube doivent être soudés par une rondelle d’acier ou de plastique.
2.1.3 ANOLYTE
Chaque tige doit être entourée d’un anolyte spécifique de carbone modifié en surface, mélangé et dimensionné avec des tensioactifs de marque LORESCO SC-3 ou équivalent autorisé.
2.1.4 CÂBLES
Chaque anode doit être fournie avec trois mètres de câble de cuivre torsadé de jauge AWG no 10/7 brins, recouvert d’une gaine d’isolation rouge, type RWU-90. Une extrémité du câble de cuivre doit être soudée à l’anode par la méthode de la soudure à l’argent. La soudure doit être recouverte d’un mélange scellant (mastic) protégeant contre l’humidité, et le reste du câble doit sortir de l’anode par le capuchon supérieur.
2.1.5 CONTRÔLE DE QUALITÉ
Avant de procéder à l’installation des anodes, l’ENTREPRENEUR doit fournir un certificat du producteur d’anodes attestant de la composition.
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La VILLE peut décider de rejeter toute anode non conforme, de même que toutes les anodes provenant de la même fabrication.
2.2 POINTS DE VÉRIFICATION
Les points de vérifications doivent être :
• de type Handley ou équivalent autorisé, ayant un diamètre de 100 mm côté couvercle; • fournis avec au moins 3 terminaux de cuivre plaqués de nickel; • fournis avec 300 mm de conduit; • à l’épreuve des intempéries.
2.3 CONNEXIONS
Le câble noir négatif doit être connecté mécaniquement à la structure à protéger. Advenant le cas où une connexion mécanique ne serait pas possible, une soudure du câble négatif à la structure doit être effectuée.
Le réseau d’anodes à courant imposé (câble rouge) ne doit être en aucun temps connecté à la structure à protéger, ni aux points de vérification. Seuls les câbles blancs des électrodes de référence Cu/CuSO4 et les câbles noirs doivent être présents dans les points de vérification T-45 type Handley.
2.3.1 RACCORDS MÉCANIQUES
Les raccords mécaniques utilisés doivent être des manchons à sertir en cuivre de type C-Taps de marque Thomas & Betts (ABB) ou équivalents autorisés et des cosses métalliques.
2.3.2 SPÉCIFICATION DE LA SOUDURE
La soudure doit se faire selon la méthode de soudure aluminothermique en utilisant un moule de type Cadweld de la marque Erico no CAHBA-1G ou équivalent autorisé, une cartouche de type CA15PLUSF33, un manchon de type CAB-133-1H et un fusil d’ignition électrique PLUCU doivent être utilisés, ou équivalents autorisés.
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2.4 PRODUITS ISOLANTS
Les produits d’isolation suivants peuvent être utilisés pour sceller les connexions électriques et les raccords mécaniques :
• mastic de type TC Mastic (Tapecoat); • mastic de type Royston Roskote A51.
2.5 CÂBLES ÉLECTRIQUES
Tous les accessoires ou ensembles d’accessoires exigent d’établir une continuité électrique entre eux afin d’assurer la distribution du courant des anodes de par le ou les redresseurs (selon le cas). Cette continuité doit être établie au moyen d’un câble de cuivre torsadé de jauge AWG no 12/7 brins, recouvert d’une gaine d’isolation noire (câble négatif), type RWU.
2.6 ÉLECTRODE DE RÉFÉRENCE CU/CUSO4
Les électrodes de référence permanents Cu/CuSO4 doivent être de marque MC Miller AccuRef 30 ou équivalent autorisé avec 25 mètres de câble noir ou blanc ou équivalent autorisé.
3.0 INSTALLATION
Les câbles négatifs et câbles de continuité électrique doivent être connectés aux accessoires selon l’une des procédures décrites ci-après.
3.1 CONNEXION DES CÂBLES AUX ACCESSOIRES
3.1.1 RACCORDEMENT MÉCANIQUE
Lors de l’utilisation de cosses de raccordement, l’ENTREPRENEUR doit favoriser l’assemblage de matériaux semblables afin d’éviter la corrosion galvanique. De plus, afin d’assurer la continuité électrique entre les composantes, l’ENTREPRENEUR doit enlever le revêtement de la composante à protéger aux endroits où les cosses métalliques seront boulonnées.
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Tous les raccordements mécaniques doivent être scellés à l’aide d’un mastic de type Royston Roskote A51 ou équivalent autorisé selon la procédure suivante :
• assécher et nettoyer la surface à revêtir; • mélanger le mastic selon les instructions du fabricant; • appliquer une première couche de l’ordre de 0,75 mm pour recouvrir la surface du raccord
métallique en débordant sur l’accessoire sur lequel le raccord est fixé; • appliquer une seconde couche de façon similaire lorsque le mastic est sec.
3.1.2 SOUDURE
3.1.2.1 PRÉPARATION DE SURFACE
• nettoyer une section de 50 mm x 50 mm sur l’accessoire à protéger; • mettre à blanc le métal.
3.1.2.2 PRÉPARATION DU CÂBLE
• dégainer l’extrémité du câble (25 mm); • sertir le manchon de cuivre CAB-133-1H sur le conducteur de cuivre.
3.1.2.3 PRÉPARATION DU MOULE CADWELD
• enlever tout dépôt présent dans le creuset du moule CAHBA-1G; • insérer la cartouche CA15PLUSF33 dans le moule.
3.1.2.4 SOUDURE
• installer le moule CAHBA-1G sur la surface préparée; • insérer le câble à souder; • fermer le couvercle et déclencher la charge avec le PLUCU; • enlever le moule CAHBA-1G lorsque la soudure atteint une couleur rouge terne.
3.1.2.5 VÉRIFICATION DE LA SOUDURE
• L’ENTREPRENEUR vérifie la solidité en donnant un coup de marteau de chaque côté de la soudure pour s’assurer qu’elle soit bonne.
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3.1.2.6 SCELLEMENT DE LA SOUDURE
• sceller la connexion avec une couche de mastic A-51 ou équivalent autorisé.
3.2 CONTINUITÉ ÉLECTRIQUE
Les accessoires métalliques à protéger par le réseau d’anodes à courant imposé doivent être électriquement reliés entre eux au moyen de la technique décrite à la section précédente et telle qu’illustrée aux dessins normalisés DN-10-01 et DN-10-02.
Il est à noter que certains accessoires peuvent différer de ces dessins. Par conséquent, l’ENTREPRENEUR doit démontrer au SURVEILLANT que tous les éléments métalliques enfouis dans le sol sont connectés sans être reliés au réseau d’anodes à courant imposé.
3.3 INSTALLATION DES ANODES
L’ENTREPRENEUR est responsable de la localisation et de la protection de toute structure enfouie à proximité, telles les utilités publiques (Bell, Vidéotron, Énergir, VILLE, etc.) et autres.
3.3.1 EXTENSION D’UN CÂBLE – ÉPISSURES
Si une rallonge d’un câble noir pour accessoire s’avère nécessaire, l’ENTREPRENEUR doit utiliser un câble possédant les mêmes caractéristiques (jauge et isolation).
Les épissures doivent être réalisées à l’aide d’une trousse d’épissure de type 3M Direct Bury Splice DBR/Y-6 ou équivalent autorisé.
3.3.2 RACCORDEMENT DE CÂBLES AUX REDRESSEURS, AU POINT DE VÉRIFICATION ET DES ÉLECTRODES DE RÉFÉRENCE CU/CUSO4
Les fils [fil rouge du réseau d’anodes (+)] et 2 fils noirs (-) du réseau de composantes à protéger, doivent être connectés à leur borne respective dans chaque redresseur de courant par un technicien certifié NACE ou CEFRACOR ainsi qu’au niveau des points de vérification, 2 câbles noirs du réseau de composantes à protéger et le câble blanc de l’électrode de référence Cu/CuSO4).
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Trois bornes sont utilisées dans la boîte de vérification T-45, soit 2 fils noirs des composantes à protéger et un fil blanc venant de l’électrode de référence placé à proximité de la conduite. Les câbles enfouis doivent être installés à une profondeur d’au moins 450 mm et insérés dans une gaine de polyéthylène.
Au moins 400 mm de jeu de câble doit être laissé au bas ou à l’intérieur de la gaine du point de vérification. Le point de vérification doit être installé au niveau de la surface du sol, en dehors de la voie de circulation, préférablement dans la partie gazonnée.
3.3.3 MISE EN PLACE DES ANODES DANS LE SOL
En premier lieu, l’ENTREPRENEUR doit s’assurer de la correspondance entre les anodes testées et le lot des anodes à installer. Toute anode présentant un emballage avec une perte de l’anolyte doit être remplacée. L’installation des anodes doit se faire conformément aux dessins normalisés. Les anodes doivent être distancées d’au moins de 250 m et d’au moins de 5 m de l’ensemble des accessoires à protéger, donc en réseau parallèle. Une fois mises en place, les anodes doivent être remblayées.
3.3.4 REMBLAI
L’excavation doit être remblayée à la suite de l’installation du réseau d’anodes à courant imposé avec le remblai prévu au devis d’installation des accessoires, à condition que celui-ci ne contienne pas de granulat de plus de 25 mm de diamètre à proximité de l’anode et du câble. Dans le cas où le remblai ne respecte pas ce paramètre, l’ENTREPRENEUR doit remblayer avec du sable classe « A » jusqu’à une hauteur de 150 mm au-dessus de l’anode, puis compléter le remplissage avec le matériel original.
4.0 VÉRIFICATION ET CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DU SYSTÈME
À la suite de l’installation, l’ENTREPRENEUR doit remettre un dessin tel que construit au SURVEILLANT montrant exactement la position des anodes et des points de vérification installés.
Tous les tests relatifs à la vérification et le contrôle de la qualité du système doivent être effectués par une firme indépendante.
4.1 AVANT LE BRANCHEMENT DES ANODES
Un relevé de potentiels statiques doit être effectué avant le branchement des anodes aux accessoires, une fois ceux-ci adéquatement remblayés.
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Le relevé de potentiels doit être effectué par rapport à une électrode de référence de cuivre/sulfate de cuivre posée sur le sol. Le relevé s’effectue en parallèle à la conduite à tous les 10 mètres.
Ce relevé permet d’obtenir des données qui seront utilisées ultérieurement lors de l’étape de l’évaluation de la performance du système. Une fois le relevé complété, le réseau d’anodes peut être connecté aux accessoires à protéger via les deux redresseurs de courant par un technicien certifié NACE ou CEFRACOR.
4.2 À LA SUITE DE L’INSTALLATION DES ANODES
Un relevé de potentiels doit être effectué par une firme spécialisée dans un délai minimum de 6 semaines suivant l’installation. Il s’agit d’un relevé de potentiels « ON/OFF », effectué par rapport à une électrode de référence de cuivre/sulfate de cuivre lorsque les anodes sont mises en service via le ou les redresseurs de courant selon le cas.
Le relevé doit être effectué à chacun des points de vérification, afin de vérifier si la structure est protégée adéquatement selon les critères de la norme RP-0169 (dernière édition) de la NACE
Les résultats doivent être remis sous forme d’un rapport statuant de l’efficacité du système.
ANNEXES
SOL
POINT DE VÉRIFICATION
PV T45 TYPE T45 HANDLEY
VERS REDRESSEUR DE COURANT
ANODE DE TITANIUM
TYPE MMO 2.5A
ÉPISSURE DE
TYPE 3M
CONDUITE
ÉLECTRODE DE RÉFÉRENCE
CU/CU SO4
Service des infrastructureset gestion des eaux
ASSEMBLAGE ÉLECTRIQUE ET
ACCESSOIRES MÉTALLIQUES
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ET VANNE
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RACCORD
DE FONTE
TUYAUTERIE
PVC
ENTRÉE DE SERVICE
EN CUIVRE
FIL TRACEUR
EN CUIVRE
ÉLECTRODE
RÉFÉRENCE
CU-CUS04
PERMANENTE
CÂBLE DOIT ÊTRE ENROULÉ
AUTOUR DU TUYAU AVANT
D`ÊTRE SOUDÉ AU TUYAU
SOUDURE CADWELD ET
ENDUIT PROTECTEUR
ROYSTON ROSKOTE A-51
PVT-45
SYSTÈME DE
RETENUE
Service des infrastructureset gestion des eaux
PROTECTION POUR ACCESSOIRES
SUR RÉSEAU D'AQUEDUC EN PVC
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