Méthodes de référence : mesure des émissions d'amiante provenant des opérations d'extraction et de broyage de l'amiante : partie I
Partie I - Échantillonnage - Méthode S-1
Echantillonnage dans les conduits et les cheminées des installations de broyage de l'amiante
- S-1.1 Domaine d'application
- S-1.2 Modes opératoires
S-1.1 Domaine d'application
Cette méthode est utilisée pour l'échantillonnage dans les conduits et les cheminées des installations de broyage de l'amiante, qui sont une source d'émissions particulaires dans l'atmosphère.
S-1.2 Modes opératoires
L'échantillonnage doit être effectué conformément à la méthode indiquée dans le rapport SPE-1-AP-74-1 intitulé: Méthodes de référence normalisées en vue d'essais aux sources: mesure des émissions de particules provenant de sources fixes. Les méthodes S-1.2.1 à S-1.2.5 correspondent aux méthodes décrites dans le présent rapport. La méthode S-1.2.6 diffère quelque peu de la méthode normalisée et doit remplacer la méthode E dans le rapport ci-dessus.
S-1.2.1 Détermination du site de prélèvement et des points de mesure
Méthode A, Rapport EPS 1-AP-74-1
S-1.2.2 Détermination de la vitesse et du débit volumétrique du gaz dans la cheminée
Méthode B, Rapport EPS 1-AP-74-1
S-1.2.3 Détermination du poids moléculaire par analyse du gaz
Méthode C, Rapport EPS 1-AP-74-1
S-1.2.4 Dosage de l'humidité
Méthode D, Rapport EPS 1-AP-74-1
S-1.2.5 Méthode d'étalonnage pour le tube de pitot de type S, du compteur à gaz du type sec, de l'indicateur à orifice et du rotamètre
Méthode F, Rapport EPS 1-AP-74-1
S-1.2.6 Échantillonnage pour les émissions de particules d'amiante
S-1.2.6.1 Principe
La matière particulaire, qui comprend les particules d'amiante, est prélevée isocinétiquement en plusieurs points d'échantillonnage situés dans la cheminée. Avec le prélèvement isocinétique, la vitesse linéaire du flux gazeux pénétrant dans la base de prélèvement est égale à celle du flux gazeux non perturbé au point d'échantillonnage.
S-1.2.6.2 Appareillage
Dispositif de prélèvement (Figure S-1-1).
Figure S-1-1: Dispositif d'échantillonnage d'amiante dans les cheminées (filtre placé dans la cheminée)
Figure S-1-2: Filtre coupe en secteurs
Buse. Buse en acier inoxydable à rebord effilé, en forme de cône.
Sonde. Une sonde en pyrex gainée d'une couche d'acier inoxydable, dotée d'un système de chauffage pouvant maintenir la température des gaz à la sortie, durant l'échantillonnage, au-dessus de 250°F, afin d'empêcher la condensation.
Tube de Pitot de type S. On fixe à la sonde un tube de Pitot de type S ou un autre tube similaire pour contrôler la vitesse du gaz dans la cheminée.
Indicateur de température. Un thermocouple ou l'équivalent est relié au tube de Pitot pour mesurer les températures à intérieur de la cheminée avec une précision de 1.5% de la température minimale absolue dans la cheminée.
Porte-filtre. Il faut un porte-filtre d'un diamètre de 47 mm pouvant résister à des températures supérieures à 200°F et comportant un support à filtre en acier inoxydable et un joint d'étanchéité approprié.
Filtres. On utilise des un filtres à membrane en acétate de cellulose de 47 mm de diamètre et munis de pores de 0.8 μm. Dans le porte-filtre, la surface efficace de filtration est d'environ 960 mm2. Cette surface comporte une grille imprimée qui la divise en huit secteurs de 45°. Chaque secteur est subdivisé en surfaces radiales interne (Ai) et externe (Ao). Le rapport Ai:Ao est de 1:3. Chaque secteur angulaire est identifié à l'aide d'un numéro imprimé sur le rebord externe. Un T imprimé permet d'identifier le sommet du filtre. À la figure S-1-2, on peut voir un diagramme du filtre à secteurs, ainsi qu'un secteur de filtre.
Impacteurs. Quatre impacteurs Greenburg Smith sont reliés en serie. On modifie le premier, le troisième et le quatrième en remplaçant la buse et la plaque d impact par un tube de verre de ½ po de diamètre intérieur et descendant jusqu'à ½ po du fond du flacon. Le second impacteur n'est pas modifié.
Pompe à vide étanche. On utilise une pompe à vide pouvant maintenir un débit d'échantillonnage isocinétique aspirant sans interruption une fraction des gaz de la cheminée à l'intérieur du dispositif d'échantillonnage. La pompe est reliée à la sortie du dernier impacteur par une canalisation à vide munie d'un manomètre qui mesure la pression à l'entrée de la pompe avec une précision de 0.5 po de Hg et d'un robinet de réglage nominal pour régler le débit de l'échantillon. Un robinet de dérivation est relié à la pompe à vide pour permettre le réglage précis de l'écoulement de l'échantillon.
Compteur à gaz sec. Un compteur à gaz sec étalonné jusqu'à ± 1% et muni d'indicateurs de température à la sortie et à l'entrée est utilisé pour déterminer le volume de l'échantillon. Ce compteur à gaz sec est placé après la pompe à vide dans lé dispositif.
Débimètre à diaphragme. Un débimètre à diaphragme étalonné mesure le débit d'échantillonnage. Il est relié à la sortie du compteur à gaz sec.
Manomètre différentiel. Il faut des manomètres inclinés ou l'équivalent pouvant mesurer la pression de vitesse dans le tube de Pitot et la chute de pression dans le débimètre à diaphragme avec une précision de 0.025 po de H20.
Baromètre. On utilisera un baromètre pouvant mesurer la pression atmosphérique avec une précision de ± 0.1 po de Hg.
Récupération de l'échantillon et analyse
Balance. Il faut une balance d'une capacité de 300 g avec une précision de 0.05 g.
Divers. Un flacon laveur, une spatule en caoutchouc pour les déchets, des récipients pour conserver les échantillons, et une éprouvette graduée dé 250 mi sont également nécessaires.
S-1.2.6.3 Réactifs
Dispositif de prélèvement. Du gel de silice type indicateur, da classe granulométrique 6-16, séché à 350°F pendant 2 heures, de l'eau distillée ou déionisée et de la glace concassée.
Récupération de l'échantillon et analyse. De l'eau distillée ou déonisée
S-1.2.6.4 Modes opératoires
Dispositif de prélèvement
Opérations. Choisir l'endroit ainsi du un nombre minimal de points d'échantillonnage selon la méthode S-1.2.1. Déterminer la pression de la cheminée, la température, l'humidité et l'intervalle des pressions de vitesse pour calculer le débit du prélèvement isocinétique requis au cours des essais ultérieurs. À l'aide de ces données, déterminer la dimension de la buse nécessaire pour effectuer un prélèvement isocinétique. Le diamètre intérieur minimal recommandé de la buse est de ¼ po.
Préparation du dispositif de prélèvement. Le porte-filtre est préparé au laboratoire; il en faut un pour chaque échantillon. Placer le filtre dans le porte-filtre de façon que le "T" corresponde à la marque extérieure sur le porte-filtre. Sceller les extrémités du porte-filtre avec des bouchons en plastique et le déposer dans un récipient approprié, la surface externe du filtre étant en position verticale. Le porte-filtre ainsi préparé sera transporté avec précaution sur le site de l'échantillonnage.
Verser 100 ml d'eau distillée ou déionisée dans les deux premiers impacteurs et les peser. Peser le troisième impacteur, qui reste vide. Placer environ 200 g de gel de silice dans le quatrième impacteur et le peser. Inscrire les poids initiaux sur la feuille de données pour l'analyse de la teneur en humidité (figure S-1-3).
Figure S-1-3: Feuille de données pour l'analyse de la teneur en humidité
Sur le lieu d'échantillonnage, raccorder le porte-filtre à la sonde et ensuite raccorder la buse au porte-filtre. Aligner la buse de façon que le "T" qui se trouve sur le filtre soit en position supérieure du porte-filtre par rapport à la buse. Raccorder la sonde au dispositif d'échantillonnage de telle sorte que la configuration finale soit celle de la figure S-1-1. Vérifier l'étanchéité du dispositif en plaçant un bouchon de caoutchouc dans l'orifice d'admission de la buse et en faisant le vide a une pression de 15 po de Hg. Si l'aiguille sur le compteur à gaz sec se déplace, on peut considérer comme acceptable une vitesse de fuite inférieure à 0.02 pi3/mn sous une pression de 15 po de Hg. Après vérification de l'étanchéité, régler le chauffage afin d'obtenir une température minimale des gaz de 250°F à la sortie de la sonde. Régler la température à 225°F dans la partie chauffée en amont des impacteurs. Entourer les impacteurs de glace concassée et en rajouter au besoin pendant l'essai pour maintenir la température des gaz sortant du dernier impacteur aussi basse que possible, de préférence à 70°F ou moins. Les températures supérieures à 70°F peuvent endommager le compteur à gaz sec à cause d'une chaleur trop grande ou de la condensation.
Fonctionnement du dispositif de prélèvement. Commencer l'échantillonnage en plaçant la buse de prélèvement au premier point d'échantillonnage (point de mesure). Diriger la buse directement dans le flux gazeux et fixer l'appareil au système de support. Actionner immédiatement la pompe à vide et régler le débit du flux gazeux aux conditions isocinétiques. Actionner le dispositif d'échantillonnage pendant deux minutes à chaque point d'échantillonnage; le temps d'échantillonnage doit être le même à chacun des points. Maintenir les conditions isocinétiques durant toute la période d'échantillonnage en maintenant le débit gazeux constant, en effectuant les réglages nécessaires selon les conditions de la cheminée, ou selon l'importance de l'agglomération des particules sur le filtre, qui peut modifier la vitesse du débit. On peut se procurer ou préparer des monogrammes pour permettre un réglage rapide de la vitesse d'échantillonnage sans calculs. Pour chaque essai, inscrire les données requises sur la feuille de données selon la figure S-1-4. Inscrire les lectures des instruments à des intervalles variant selon la durée de l'essai à chaque point. Par exemple, si la durée de l'essai est de deux minutes par point, inscrire les résultats obtenus à chaque minute et aussi toutes les fois que des réglages du débit s'imposent. L'intervalle de temps entre chaque lecture ne doit pas dépasser deux minutes. Lorsqu'un échantillonnage au point de mesure est terminé, arrêter la pompe à vide et inscrire la lecture finale. Transporter le dispositif d'échantillonnage à l'autre point et répéter le processus d échantillonnage. Lorsque l'échantillonnage au second point de mesure est terminé, retirer l'appareil de la cheminée et procéder selon la méthode de récupération des echantillons décrite ci-dessous.
Figure S-1-4: Feuille de données pour l'échantillonnnage
Récupération des échantillons
Sur le site de l'échantillonnage, enlever la sonde du dispositif d'échantillonnage. Séparer avec soin le porte-filtre de la sonde et éviter de heurter le dispositif. Tenir le porte-filtre enlevé en position horizontale de façon que la surface exposée du filtre soit toujours dirigée vers le haut, et retirer la buse avec soin. Sceller le porte-filtre avec des bouchons en plastique et le placer en position verticale dans un récipient pour le transporter au laboratoire d'analyse.
Analyse des échantillons
Filtre. Analyser le filtre pour en connaître la teneur en amiante conformément à la méthode analytique (A-1) de la deuxième partie. Pour chaque filtre, un minimum de quatre secteurs en positions alternées doit être analysé (1, 3, 5 et 7 ou 2, 4, 6 et. 8). Le résultat final pour chaque échantillon de filtre est la moyenne d'au moins quatre secteurs analysés.
Impacteurs. Déterminer le poids final des quatre impacteurs et de leur contenu avec une précision de ± 0.5 g et inscrire le résultat sur la feuille de données réservée à l'analyse de la teneur en humidité (figure S-1-3). L'humidité totale (Vlc) est égale au volume total de liquide recueilli dans les quatre impacteurs.
S-1.2.6.5 Calculs
Température moyenne du compteur à gaz sec et chute de pression moyenne à l'orifice. Voir la feuille de données (figure S-1-3).
Volume du gaz sec. Calculer la valeur du volume mesuré de l'échantillon dans les conditions normales (77°F et 29.92 po Hg) à l'aide de l'équation S-1-1.
Équation S-1-1
- (Vm)ref = volume de l'échantillon en conditions normales, en pi3
- Vm = volume du gaz mesuré à l'aide d'un compteur à gaz sec en conditions réelles, en pi3
- Tref = température absolue en conditions normales, 537 °R
- Tm = température moyenne du compteur à gaz sec, en °R
- Pbar = pression barométrique, en po Hg
- ΔH = chute de pression moyenne de part et d'autre de l'orifice (figure S-1-4), en po H20
- 13.6 = facteur de conversion, en po H2O/po Hg
- Pref = pression absolue en conditions normales, 29.92 po Hg
Volume de la vapeur d'eau. Convertir le volume de l'eau condensée durant l'essai des cheminées à un volume de vapeur d'eau en conditions normales à l'aide de l'équation S-1-2.
Équation S-1-2
- (Vw)ref = volume de la vapeur d'eau contenue dans l'échantillon gazeux en conditions normales, en pi3
- Vlc = volume total du liquide recueilli dans les impacteurs (figure S-1-3), en ml
- ρH2O = densité de l'eau, 0.9982 g/ml
- MH2O = poids moléculaire de l'eau, 18 lb/lb-mole
- R = constante des gaz parfaits, 21.83 po Hg pi3/lb-mole
- Tref = température absolue en conditions normales, 537 °R
- Pref = pression absolue en conditions normales, 29.92 po Hg
- 453.6 = facteur de conversion, en g/lb
Teneur en humidité. Calculer la teneur en humidité des gaz de cheminée à l'aide de l'équation S-1-3.
Equation S-1-3
- Bwo = rapport en volume de vapeur d'eau dans le flux gazeux
- (Vw)ref = volume de la vapeur d'eau contenue dans l'échantillon gazeux dans les conditions normales (équation S-1-2), en pi3
- (Vm)ref = volume du gaz passant par le compteur à gaz sec dans les conditions normales, en pi3
Résultats acceptables. Des variations isocinétiques (%I) calculées pour chaque point d'échantillonnage à l'aide de l'équation S-1-4 doivent être comprises dans l'intervalle 90% < %I < 110%.
Équation S-1-4
- I = rapport de la vitesse d'échantillonnage à travers la buse et celle du gaz de la cheminée
- Vm = volume du gaz échantillonné à l'aide du compteur à gaz en conditions normales, à chaque point d'échantillonnage, en pi3
- t = durée de l'échantillonnage à chaque point, en minutes
- Bwo = proportion en volume de la vapeur d'eau dans le flux gazeux (équation S-1-3)
- Ps = pression absolue des gaz de la cheminée, en po Hg
- Ts = température absolue des gaz de la cheminée à chaque point d'échantillonnage, en °R
- Tmi = température absolue à Rentrée du compteur à gaz sec à chaque point d'échantillonnage, en °R
- Tmo = température absolue à la sortie du compteur à gaz sec à chaque point d'échantillonnage, en °R
- Pbar = pression barométrique au site d'échantillonnage, en po Hg
- Us = vitesse des gaz de la cheminée à chaque point d'échantillonnage, en pi/s
- Nd = diamètre intérieur de la buse d'échantillonnage, en po
- ΔH = chute de pression de part et d'autre de l'indicateur à l'orifice à chaque point d'échantillonnage, en po H2O
- 0.3272 = facteur de conversion (s/min) (pi2/po2) (π)
- 13.6 = facteur de conversion, en po H2O/po Hg
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