Méthodes de référence normalisées en vue du contrôle des sources : mesure des émissions d'amiante provenant des opérations d'extraction et de broyage de l'amiante

Série de rapports du service de la protection de l'environnement

Methode S-3 : Échantillonnage des substances retenues par les filtres à manche des foreuses

S-3.1 Domaine d'application
S-3.2 Appareillage
S-3.3 Mode d'échantillonnage

Liste des figures

Figure S-3-1: Schéma du dispositif d'échantillonnage
Figure S-3-2: Plan côté du porte-filtre et de la buse
Figure S-3-3: Réglage shcématisé de l'échantilonnage en conditions isocinétiques
Figure S-3-4: Feuille de données - échantilonnage des substances retenues par le filtre à manche de la foreuse


Série de rapports du service de la protection de l'environnement

Les rapports concernant les règlements, les codes et les accords décrivent les lignes de conduite législatives et administratives actuelles, appuyées par le Service de la protection de l'environnement.

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Methode S-3 : Échantillonnage des substances retenues par les filtres à manche des foreuses

S-3.1 Domaine d'application

La configuration des conduites d'échappement des filtres à manche des foreuses rend incommode l'échantillonnage des émissions d'amiante au moyen de la méthode S-1. La méthode S-3, quoique moins rigoureuse, permet par contre d'estimer la quantité d'amiante qu'émettent les systèmes d'échappement.


S-3.2 Appareillage

Tube de Pitot normalisé. On l'utilise pour mesurer la pression due à la vitesse du gaz. On doit se servir de la valeur du coefficient du tube (Cp) si on la connaît sinon, la valeur 0,99 suffira.

Manomètre différentiel incliné ou l'équivalent. II doit pouvoir mesurer la pression due à la vitesse à 0,01 po de H2O près.

Thermomètre. II doit pouvoir mesurer la température ambiante à 1°C près.

Baromètre. Il doit pouvoir mesurer la pression atmosphérique absolue à 2,5 mm de Hg près.

Dispositif d'échantillonage. Voir la figure S-3-1.

Buse. Doit être en plastique ou en métal, très effilée. Ses cotes sont données à la figure S-3-2.

Porte-filtre. Doit être en plastique ou matière équivalente et se raccorder à la buse. II comprend une chambre de surpression, suivie du filtre, d'un tampon de support du filtre et d'une chambrette. On peut le fabriquer à partir des porte-filtre qu'on trouve dans le commerce et conçus pour des filtres de 37 mm de diamètre. On donne à la figure S-3-2 les détails de ce montage.

Filtres à membrane en ester de cellulose percés d'ouvertures de 0,8 μm et portant en impression un champ divisé en huit secteurs de 45°. Chaque secteur est subdivisé en deux surfaces, interne et externe, dont le rapport est de 1:3. (Figure S-1-2)

Pompe à vide, pouvant maintenir un débit d'échantillonnage isocinétique pendant 4 h.

Rotamètre étalonné, fidèle à 2 p. 100 pour régler le débit à travers la buse de manière isocinétique.


Figure S-3-1 : Schéma du dispositif d'échantillonnage

Schéma du dispositif d'échantillonnage (voir description longue ci-dessous).
Description pour la figure S-3-1

Schéma du dispositif d'échantillonnage. Consiste de conduite, courant gazeux, porte-filtre et buse, tube de pitot normalisé, manomètre incliné, pompe et thermomètre.


Figure S-3-2: Plan coté du porte-filtre et de la buse

Plan coté du porte-filtre et de la buse (voir description longue ci-dessous).
Nota: Toutes les cotes sont en millimètres.
Description pour la figure S-3-2

Plan coté du porte-filtre et de la buse. Consiste du porte-filtre et buse ansi que les cotes.


S-3.3 Mode d'échantillonnage

S-3.3.1 Choix du point d'échantillonnage

Le point choisi dans la conduite d'échappement du filtre à manche devra permettre d'extraire l'échantillon le plus représentatif possible. Ceci dit, on le choisira au-delà du ventilateur qui expulse l'air propre hors du filtre à manche. Le point d'échantillonnage se trouvera au centre de la conduite et aussi loin des pales du ventilateur que le permet la configuration de la conduite.


S-3.3.2 Mesure de la vitesse du gaz

La vitesse du gaz se calcule à l'aide d'un tube de Pitot normalisé, en fonction de sa densité et de la pression due à la vitesse d'expulsion.

Insérez le tube de Pitot et le thermomètre dans la veine gazeuse, au point d'échantillonnage préalablement choisi.

Assurez-vous de l'étanchéité de tous les raccordements entre le tube de Pitot et le manomètre incliné. Mesurez et enregistrez la pression due à la vitesse et la température au point d'échantillonnage. Enregistrez la pression barométrique absolue.

On suppose la densité du gaz égale à celle de l'air sec.

A partir de ces mesures, calculez la vitesse du gaz au moyen de l'équation suivante:


Équation S-3-1

Us = Kp Cp (Δp)1/2   (Ts / PsM)1/2

où :

Us = vitesse du gaz en pi/mn
Kp = constante,
5120 (ft/min)   (lb-in. Hg / lb-mole °R in. H2O)1/2
Cp = coefficient du tube de Pitot normalisé
Δp = pression normalisée due à la vitesse du gaz, en, poH2O
Ts = température aboslue du gaz d'échappement, °R
M = poids moléculaire du gaz (supposé égal à celui de l'air sec), 29,0 lb/lb-mole
Ps = pression absolue du gaz d'échappement (supposée égale à la pression barométrique absolue), en poHg


S-3.3.3 Préparation du dispositif de filtration

À l'aide de brucelles propres, placez le filtre, face imprimée vers le haut, sur le tampon du porte-filtre. Placez le filtre de façon à faire correspondre le "T" imprimé à la marque extérieure du porte-filtre, pour assurer une bonne orientation du débit d'échappement. Replacez le couvercle supérieur du porte-filtre, enfoncez les bouchons et placez un anneau de cellulose humide autour du dispositif afin de bien fermer le joint entre l'embout et le couvercle inférieur du porte-filtre. Laissez sécher l'anneau et entreposez le dispositif ainsi préparé verticalement, dans un récipient approprié, pour le transporter jusqu'à la station d'échantillonnage.


S-3.3.4 Échantillonnage

Choisissez une buse dont l'orifice d'admission permet un prélèvement isocinétique, suivant les mesures antérieures de la vitesse du gaz décrites à la section S-3.3.2. Le diamètre intérieur minimal recommandé est de 1/16 de po.

Montez le dispositif d'échantillonnage tel qu'indiqué dans la figure S-3-1. Assurez-vous que le porte-filtre soit bien raccordé à la conduite et dirigé dans la veine, aux points d'échantillonnage préalablement choisis. Le porte-filtre devrait être aligné pour que le "T" du filtre soit en position verticale. L'extrémité du tube de Pitot devrait se trouver à environ un pouce de la buse. La sonde thermométrique doit se trouver dans la veine de gaz, à côté du tube de Pitot.

Attendez que les lectures du thermomètre et du manomètre se stabilisent avant de calculer la vitesse du gaz d'échappement.

Utilisez l'équation S-3-2 pour calculer le vide nécessaire pour obtenir un prélèvement isocinétique avec la buse utilisée.


Équation S-3-2

Q = 0.1544 ND 2V

où :

Q = débit de l'échantillonnage, en litres/mn
ND = diamètre intérieur de la buse, en po
V = vitesse du gaz, en pi/mn
0.1544 = constante, l.po-2 pi-1

Raccordez le rotamètre étalonné à la buse tel qu'indiqué à la figure S-3-3 et ajustez le vide de manière à obtenir des conditions isocinétiques.


Figure S-3-3: Réglage de schématisé de l'échantillonnage en conditions isocinétiques

Réglage de schématisé (voir description longue ci-dessous).
Description pour la figure S-3-3

Schematic for adjusting sampling unit to isokinetic conditions. Consists of filter holder, nozzle, flexible tubing, rotameter and pump.

Débranchez le rotamètre et échantillonnez en conditions isocinétiques pendant un temps connu. Le temps optimal d'échantillonnage donne environ cinq fibres par champ optique pour l'analyse. On peut estimer la durée d'échantillonnage à partir de l'équation S-3-3, mais elle ne devrait pas dépasser deux heures.


Équation S-3-3

ta = Ka / (f.a.) (Us) (Nd)2 (Cf)

où :

ta = durée estimative de l'échantillonnage, en mn (maximum de 120 mn)
Ka = constante, 27,69 mm 2 pi.po2 fibres cm-3
f.a. = superficie du champ de comptage, en mm2
Us = vitesse du gaz, en pi/mn
Nd = diamètre intérieur de la buse, en po
Cf = estimation de la concentration d'amiante dans les émissions, en fibres/cm3

Le premier échantillon ne servira qu'à déterminer si la présence de particules nuit au comptage des fibres.

Pendant l'échantillonnage, contrôlez la vitesse du gaz et si elle change soudainement (15 p. 100 de la vitesse initiale), ajustez la pompe pour maintenir les conditions isocinétiques.

N'échantillonnez pas pendant qu'on déménage la foreuse vers un autre trou ou que l'on retire les allonges de tige des trous forés. Au besoin, on peut répéter l'échantillonnage autant de fois qu'il faut pour se rapprocher le plus possible des conditions optimales de chargement du filtre en fibres. Si on ignore leur concentration, on peut utiliser 2 fibres/cm3 comme première estimation.

À la fin de l'échantillonnage, arrêtez la pompe et retirez soigneusement le porte-filtre de la veine de gaz.

Maintenez la surface exposée du filtre vers le haut, débranchez la pompe et la buse du porte-filtre et fermez hermétiquement les orifices d'entrée et de sortie.

Pour transporter les échantillons au laboratoire, assurez-vous qu'ils sont en position verticale en tout temps.

Remplissez la feuille de données (figure S-3-4).


Figure S-3-4: Feuille de données-échantillonnage des substances retenues par le filtre à manche de la foreuse

Société _________________________
Responsable de _____________
l'échantillonnage
Usine __________________________
Pression absolue (mm Hg) _________
Date _______________________
Pression due à la vitesse ___________
(po H2O)
Vitesse (pi/mn) _______________
Diamètre des conduites _____________
Fabricant de la foreuse _____________
Modèle de la foreuse _______________
D.I. de la Buse (po) _______________

 

Feuille de données
No de filtreDébit de l'échantillonnage
(1 mn)
Température
(°C)
Durée de l'échantillonnage
(mn)
Volume de l'échantillon
(1)
Remarques
      


S-3.3.5 Analyses

Les échantillons du filtre sont analysés selon la méthode A-1 de la partie II. Gardez toutes les sections inutilisées du filtre dans le porte-filtre, bouchez ce dernier et entreposez-le en position verticale pour pouvoir procéder, au besoin, à des analyses ultérieures.

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