La durabilité des briques réfractaires à haute teneur en alumine dans les systèmes de refroidissement à sec constitue un défi majeur pour l'industrie du coke. La défaillance prématurée liée au choc thermique se traduit souvent par une fissuration rapide et un écaillage des matériaux. Cet article met en lumière une méthode rigoureuse d’évaluation de la résistance au choc thermique des briques à base de mullite haute alumine, basée sur une combinaison innovante d’essais standardisés et d’une expertise terrain avancée, particulièrement l’usage de la thermographie infrarouge pour détecter les zones de surchauffe locales.
L’indicateur clé pour mesurer la stabilité thermique des briques réfractaires est la capacité à résister à des cycles rapides de refroidissement. Les essais en laboratoire consistent en un traitement thermique à température élevée suivi d’un refroidissement brusque à l’eau, reproduisant ainsi les conditions extrêmes rencontrées en service. Des tests selon un protocole ΔT=850°C, impliquant un chauffage à 1500°C puis un refroidissement brutal par immersion dans l’eau, permettent de quantifier l’apparition et la propagation des fissures.
Ces essais fournissent des données précises : le taux de fissuration (%) et la surface d’écaillage en mm² sont mesurés après plusieurs cycles. Une brique optimale présente un taux de fissuration inférieur à 5% et une perte de surface inférieure à 50 mm² après 10 cycles, critères essentiels pour garantir une longévité en conditions industrielles.
Sur le terrain, les ingénieurs ont recours à la thermographie infrarouge afin d’identifier les points chauds localisés susceptibles d’entraîner un choc thermique. Cette technique non invasive capture les images thermiques des fours en opération, révélant les écarts de température pouvant dépasser 100°C entre zones adjacentes, déclencheurs potentiels de fissuration.
L’analyse régulière de ces images permet une maintenance prédictive efficace : les équipes peuvent intervenir avant l’apparition de dommages visibles, en ajustant les paramètres du four ou en renforçant les zones vulnérables avec des matériaux plus performants.
Une étude menée sur un site industriel majeur a comparé deux types de briques réfractaires : une classique et une haute performance à base de mullite. Les données recueillies après un an d’exploitation montrent une réduction de 40% des défaillances liées au choc thermique sur les briques hautement résistantes, confirmant la pertinence des essais en laboratoire.
Par ailleurs, la mise en place systématique de la thermographie infrarouge a permis d’identifier des déséquilibres thermiques liés à une mauvaise distribution des gaz, avec une amélioration de la durée de vie des briques de 25% grâce à des interventions ciblées.
Une erreur fréquente réside dans la sélection de briques sur la base exclusive de la teneur en alumine sans considérer la microstructure ni la capacité globale au choc thermique. Les données expérimentales montrent que la qualité du lien entre phases cristallines et la porosité contrôlée sont tout aussi cruciales.
Il est recommandé de privilégier les briques ayant passé avec succès plusieurs cycles de test ΔT supérieur à 850°C et validées par des audits terrain intégrant la thermographie pour une garantie optimale du retour sur investissement.
.jpg?x-oss-process=image/resize,h_1000,m_lfit/format,webp)