Boîte à outils de l'Inventaire national des rejets de polluants

Guide de déclaration pour les activités de soudage

But

Fournir des directives aux installations effectuant des activités de soudage sur la façon de produire une déclaration à l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP).

Contexte

Les substances de l'INRP liées aux activités de soudage menées à une installation doivent être prises en compte dans le calcul des seuils. Pour calculer correctement les seuils concernant les activités de soudage, vous devrez comprendre les termes « article » et « diligence raisonnable ».

On définit l'article comme un produit manufacturé qui ne libère pas de substance de l'INRP pendant sa préparation ou toute autre utilisation. Lorsqu'un article est préparé sans qu'il n'y ait de rejets ou qu'on a complètement recyclé les rejets en faisant preuve de diligence raisonnable, il n'y a pas lieu de tenir compte des substances de l'INRP présentes dans cet article aux fins du calcul des seuils. L'expression « ont été complètement recyclés en faisant preuve de diligence raisonnable » signifie que l'installation a rejeté moins d'un kilogramme de la substance de l'INRP figurant dans la partie 1A sous forme de déchets au cours de l'année civile. En raison des seuils beaucoup moins élevés associés aux substances figurant à la partie 1B, il n'existe aucun critère de diligence raisonnable pour ces substances, et toute fabrication, préparation et autre utilisation doivent être prises en compte dans le calcul du seuil pour chaque substance.

Les principales substances préoccupantes de l'INRP utilisées dans les procédés de soudage sont les métaux des parties 1A et 1B. Cependant, des substances figurant à la partie 4, Principaux contaminants atmosphériques (PCA), sont également rejetées durant le soudage. Les principaux PCA en cause sont les matières particulaires totales (TPM), les matières particulaires ayant un diamètre inférieur ou égal à 10 microns (PM₁₀), les matières particulaires ayant un diamètre inférieur ou égal à 2,5 microns (PM_2,5), le monoxyde de carbone (CO) et les oxydes d'azote (NOx).

Types de soudage au Canada

Deux types principaux de soudage sont utilisés au Canada:

1. Procédés avec électrodes fusibles, par exemple le soudage à l'arc avec électrode enrobée, le soudage avec fil fourré, le soudage à l'arc sous gaz avec fil plein et le soudage à l'arc submergé. Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est le procédé de soudage le plus courant. Les baguettes de soudage et les fils à souder sont similaires et considérés comme des électrodes fusibles.
2. Procédés avec électrodes réfractaires, par exemple le soudage à l'électrode de tungstène, le soudage au plasma et le soudage par fusion.

Nota : Le brasage n'est pas considéré comme une activité de soudage, bien que les activités de brasage doivent tout de même faire l'objet d'une déclaration à l'INRP.

Calcul des rejets et des seuils pour les procédés de soudage

Procédés avec électrodes de soudure fusibles

Métaux des parties 1A et 1B

On peut utiliser les indications suivantes pour déterminer quelles sources de substances de l'INRP doivent être prises en compte dans le calcul des seuils :

• Il faut calculer le poids des substances énumérées dans l'INRP présentes dans les électrodes de soudure fusibles. On peut utiliser la fiche signalétique (FS) pour déterminer la composition de l'électrode de soudure. Cette information, combinée à celle concernant la masse de l'électrode utilisée, permet de déterminer la quantité de substances de INRP fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière (FPU ).
• Pour les métaux de la partie 1A (p.  ex. Cr³⁺, Co, Mn, Ni ou autre), l'installation doit déterminer si elle fabrique, prépare ou utilise d'une autre manière une quantité supérieure ou égale à 10 tonnes de chaque substance, selon la quantité et la composition des électrodes fusibles. Si ces substances sont fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière dans d'autres procédés à l'installation, ces sources doivent également être prises en compte dans le calcul des seuils pour l'installation.
• Pour les métaux de la partie 1B (p. ex. le chrome hexavalent (Cr⁶⁺), le plomb ou autre), l'installation doit déterminer si elle fabrique, prépare ou utilise d'une autre manière une quantité supérieure ou égale au seuil quantitatif de chaque substance, selon la quantité et la composition des matières fusibles. On trouvera le seuil quantitatif dans le Guide de déclaration à l'Inventaire national de rejets de polluants. Si ces substances sont fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière dans d'autres procédés à l'installation, ces sources doivent également être prises en compte dans le calcul des seuils pour l'installation.
• Le métal de base soudé demeure un article, et toutes les substances de l'INRP présentes dans ce métal ne doivent pas être prises en compte dans le calcul des seuils.

Une fois que le calcul des seuils est terminé et que les quantités totales de substances fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre façon sont comparées au seuil de déclaration, il faut calculer les quantités rejetées, recyclées et éliminées pour les substances qui atteignent ou dépassent le seuil de déclaration.

Méthode 1 - Tableur sur le soudage à l'arc électrique

Le tableur sur le soudage à l'arc électrique, disponible dans le site Internet de la Boîte à outils de l'INRP, traite de quatre types de procédés de soudage avec électrodes fusibles et de divers types d'électrodes ou de baguettes/fils à souder. Le tableau ci-après énumère les types de baguettes/fils à souder inclus dans les calculs du tableur. Le tableur constitue la méthode de calcul privilégiée.

Procédés de soudage et types d'électrodes inclus dans le tableur sur le soudage à l'arc électrique

Procédé de soudage	Type d'électrode	2 derniers chiffres du CCS
SMAW(CCS 309051xx)	14Mn-4Cr	(-04)
	E11018 (inclut E11018-M)	(-08)
	E308 (inclut E308-16 et E308L-15)	(-12)
	E310 (inclut E310-16)	(-16)
	E316 (inclut E316-15, E316-16 et E316L-16)	(-20)
	E410 (inclut E410-16)	(-24)
	E6010	(-28)
	E6011	(-32)
	E6012	(-36)
	E6013	(-40)
	E7018	(-44)
	E7024	(-48)
	E7028	(-52)
	E8018 (inclut E8018C3)	(-56)
	E9015 (inclut E9015B3)	(-60)
	E9018 (inclut E9018B3 et E9018G)	(-64)
	ECoCr (inclut ECoCr-A)	(-68)
	ENi-Cl	(-72)
	ENiCrMo (inclut ENiCrMo-4)	(-76)
	ENi-Cu (inclut ENi-Cu-2)	(-80)
GMAW(CCS 309052xx)	E308L (inclut E308LSi)	(-12)
	E70S (inclut E70S-3, E70S-5 et E70S-6)	(-54)
	ER1260	(-10)
	ER5154	(-26)
	ER316 (inclut ER316I-Si et ER316L-Si)	(-20)
	ERNiCrMo (inclut ENiCrMo-3 et ENi-CrMo-4)	(-76)
	ERNiCu (inclut ERNiCu-7)	(-80)
FCAW(CCS 309053xx)	E110 (inclut E110TS-K3)	(-06)
	E11018	(-08)
	E308LT (inclut E308LT-3)	(-12)
	E316LT (inclut E316LT-3)	(-20)
	E70T (inclut E70T-1, E70T-2, E70T-4, E70T-5, E70T-7 et E70T-G)	(-54)
	E71T (inclut E71T-1 et E71T-11)	(-55)
SAW(CCS 309054xx)	EM12K (inclut EM12K1 et F72-EM12K2)	(-10)

Si le tableur n'inclut pas le procédé de soudage avec électrode fusible et les baguettes/fils de soudage utilisés et qu'aucune autre méthode d'estimation propre à votre installation n'est disponible, vous pouvez utiliser les facteurs d'émissions génériques du tableau ci-après.

Méthode 2 - Facteurs d'émission génériques

Vous pouvez utiliser l es facteurs d'émission génériques suivants pour déterminer la quantité de rejets atmosphériques des substances des parties 1A et 1B.

Substance	Facteur d'émission (kg de substance/kg total de baguettes utilisées)
Cr3+	0,0002
Co	0,0002
Mn	0,0002
Ni	0,0002
Cr6+	0,0002
Pb	0,0002

* - Les facteurs d'émission du tableau proviennent d'un rapport préparé par ORTECH, 2001

Nota : Les facteurs d'émission génériques du tableau s'appliquent à tous les procédés de soudage avec électrodes fusibles, ainsi qu'aux baguettes de soudage et aux fils à souder standard. Si vous avez des questions sur l'utilisation du tableur pour le soudage ou sur les facteurs d'émission génériques, veuillez communiquer avec votre bureau régional de l'INRP.

Exemple : Électrodes fusibles
Déterminez la quantité de manganèse fabriqué, préparé ou utilisé d'une autre manière et comparez-la au seuil de déclaration de 10 tonnes. Si la quantité est supérieure au seuil de 10 tonnes, calculez la quantité de manganèse rejeté par suite du procédé de soudage.

Paramètres :

• Procédé : soudage à l'arc avec électrode enrobée
• Quantité de métal de base soudée : 14 000 tonnes au cours de l'année de déclaration
• Quantité de fil à souder utilisée : 1 000 tonnes de fil à souder E310-15 au cours de l'année de déclaration. D'après la FS, le fil contient 1,3 p. 100 de manganèse en poids.
• Information supplémentaire : Les émissions de fumée ne sont pas contrôlées et sont rejetées par une cheminée d'une hauteur de 25 m.

Rappel : Lorsque vous utilisez un procédé avec électrodes de soudage fusibles, le métal de base soudé demeure un article et ne doit donc pas être pris en compte dans le calcul des seuils et des rejets.

Calcul du seuil :

La quantité de manganèse fabriqué, préparé ou utilisé d'une autre manière peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

Quant. de Mn = quant. de baguettes de soudage utilisées (tonnes) × [%(en poids) de Mn dans la baguette de soudage/100%]
= 1 000 tonnes × (1,3/100)
= 13 tonnes de manganèse

Comme la quantité de manganèse est supérieure au seuil de déclaration de 10 tonnes, il faut déterminer la quantité de manganèse rejeté par l'installation.

Estimation des rejets

On utilisera le facteur d'émission générique pour les procédés de soudage avec électrodes fusibles de 0,0002 kg de manganèse par kg de baguette de soudage.

La quantité de manganèse rejeté peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

Mn rejeté (tonnes)= quant. de baguettes utilisées (kg) ×facteur d'émission (kg Mn rejeté/kg baguettes utilisées) × (1 tonne/1 000 kg)
= 1 000 000 kg baguettes utilisées × 0,002 (kg Mn rejeté/kg baguettes utilisées)×(1 tonne/1 000 kg)
= 0,2 tonne de manganèse rejeté

La quantité de 0,2 tonne de manganèse devrait être déclarée à l'INRP pour l'année de déclaration. Dans ce cas, ce rejet sera déclaré comme un rejet atmosphérique.

Répétez cette démarche pour toute autre substance de l'INRP présente dans la baguette de soudage utilisée à l'installation .

Calcul du seuil pour les substances de la partie 4 - Principaux contaminants atmosphériques

Les principaux contaminants atmosphériques (PCA) ont un seuil quantitatif de déclaration de rejets; il faut donc calculer les rejets avant de déterminer si la substance doit faire l'objet d'un rapport. La meilleure méthode d'estimation des PCA rejetés par les procédés de soudage consiste à utiliser les facteurs d'émission. Une fois que l'on a calculé les émissions de PCA provenant du soudage, on doit les ajouter aux rejets de PCA d'autres sources à l'installation. Par exemple, les PM₁₀ provenant du soudage doivent être ajoutées aux PM₁₀ provenant de la combustion de gaz naturel. Une fois que l'on a calculé les PCA pour l'ensemble de l'installation, on fait la comparaison avec le seuil de déclaration.

Exemple : Émissions des principaux contaminants atmosphériques provenant du soudage avec électrodes fusibles

NOTA: Le tableur sur le soudage à l'arc électrique, disponible dans le site Internet de la Boîte à outils de l'INRP, tient compte des émissions de substances de la partie 4 pour les différents types de procédés de soudage avec électrodes fusibles et les divers types d'électrodes ou de baguettes/fils à souder.

Déterminez la quantité de PM₁₀ provenant du procédé de soudage à l'arc avec électrode enrobée décrit ci-après. Rappelez-vous qu'il s'agit seulement d'une des sources de PM₁₀ à l'installation; il faut calculer toutes les autres émissions de PM₁₀ et les additionner avant de déterminer si le seuil de déclaration a été atteint.

Paramètre:

• Procédé : soudage à l'arc avec électrode enrobée
• Quantité soudée : 14 000 tonnes durant l'année de déclaration
• Quantité de baguettes de soudage utilisées : 1 000 tonnes de baguettes de soudage E310-15 pendant l'année de déclaration. D'après la FS, le fil contient 1,3 % de manganèse en poids.
• Information supplémentaire : Les émissions de fumée ne sont pas contrôlées et sont rejetées par une cheminée d'une hauteur de 25 m.
• Facteur d'émission des PM₁₀ provenant de la base de données FIRE de l'EPA des États-Unis sur les facteurs d'émission pour l'électrode E310-15  utilisée : 0,0151 [ kg PM₁₀ rejetées/kg E310-15 utilisées ]

Calcul du seuil:

La quantité de PM₁₀ rejetées peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

PM₁₀ rejetées (tonnes) = quant. de baguettes utilisées (kg) × facteur d'émission (kg PM₁₀ rejetées/kg baguettes utilisées)×(1 tonne/1 000 kg)
= 1 000 000 kg baguettes utilisées × 0,0151 (kg PM₁₀ rejetées/kg baguettes utilisées)×(1 tonne/1 000 kg)
=15,1 tonnes de PM₁₀ rejetées

Le seuil de déclaration pour les PM₁₀ rejetées dans l'atmosphère est de 0,5 tonne. Comme la quantité de rejets est de 15,1 tonnes, les PM₁₀ devront faire l'objet d'une déclaration. Cependant, tous les autres rejets de PM₁₀ à l'installation doivent être additionnés aux 15,1 tonnes, et la valeur qui en résulte devra être déclarée à l'INRP.

NOTA : Si la cheminée a une hauteur égale ou supérieure à 50 mètres, il faudra faire une déclaration supplémentaire relative à la cheminée. Consultez le Guide de déclaration à l'Inventaire national des rejets de polluants pour obtenir des renseignements additionnels.

Procédés de soudage avec électrodes réfractaires  :

On peut utiliser les indications suivantes pour déterminer quelles sources de substances de l'INRP doivent être prises en compte dans le calcul des seuils :

• Le métal de base soudé n'est plus considéré comme un article. Ainsi, il faut tenir compte, dans le calcul des seuils, des quantités de toutes les substances de l'INRP présentes dans le métal de base soudé.
• Les substances de l'INRP présentes dans les procédés de soudage avec électrodes réfractaires doivent également être prises en compte dans le calcul des seuils.
• Pour les métaux de la partie 1A (p. ex. Cr³⁺, Co, Mn, Ni ou autre) l'installation doit déterminer si elle fabrique, prépare ou utilise d'une autre manière une quantité supérieure ou égale à 10 tonnes de chaque substance, selon la quantité et la composition des matériaux soudés (p. ex. métal de base et baguette/fil à souder). Si ces substances sont fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière dans d'autres procédés à l'installation, ces sources doivent également être prises en compte dans le calcul des seuils de l'installation.
• Pour les métaux de la partie 1B (p. ex. chrome hexavalent (Cr⁶⁺), plomb ou autre) l'installation doit déterminer si elle fabrique, prépare ou utilise d'une autre manière une quantité supérieure ou égale au seuil quantitatif de chaque substance selon la quantité et la composition des matériaux soudés. On trouvera le seuil quantitatif dans le Guide de déclaration à l'Inventaire national des rejets de polluants. Si ces substances sont fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière dans d'autres procédés à l'installation, ces sources doivent être prises en compte dans le calcul des seuils de l'installation.

Pour chaque substance des parties 1A et 1B qui atteignent ou dépassent le seuil de déclaration, on peut utiliser les facteurs d'émission du tableau ci-après pour déterminer la quantité rejetée dans l'atmosphère.

Substance	Facteur d'émission (kg substance/m de longueur de soudure)
Cr3+	0,000033
Co	0,000033
Mn	0,000033
Ni	0,000033
Cr6+	0,000033
Pb	0,000033

* - Les facteurs d'émission du tableau proviennent d'un rapport préparé par ORTECH, 2001

Nota : Les facteurs d'émission génériques du tableau s'appliquent à tous les procédés de soudage avec électrodes réfractaires. Si l'on peut trouver un facteur d'émission propre au site ou un facteur d'émission plus représentatif des activités de l'installation, il faut l'utiliser. Si vous avez des questions sur l'utilisation des facteurs d'émission génériques, veuillez communiquer avec votre bureau régional de l'INRP.

Exemple : Électrodes réfractaires
Déterminez la quantité de manganèse fabriqué, préparé ou utilisé d'une autre manière et comparez-la au seuil de déclaration de 10 tonnes. Si la quantité est supérieure au seuil de 10 tonnes, calculez la quantité de manganèse rejeté à cause du procédé de soudage.

Paramètres:

• Procédé : soudage par points
• Nombre de feuilles métalliques soudées : 60 000 feuilles métalliques pendant l'année de déclaration
• Poids des feuilles : 150 kg
• Épaisseur des feuilles : 0,079 cm
• Soudures par points par feuille : 1 000
• D'après la FS, les feuilles contiennent 1,09 % de manganèse en poids.
• Information supplémentaire : Les émissions de fumée ne sont pas contrôlées et sont rejetées par une cheminée d'une hauteur de 25 m.

Rappel : Lorsqu'on utilise un procédé de soudage avec électrodes réfractaires uniquement, le métal de base soudé ne correspond plus à la définition d'article et doit donc être pris en compte dans le calcul des seuils ou des rejets.

Calculs du seuil:

La quantité de manganèse fabriqué, préparé ou utilisé d'une autre manière peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

Quant. de Mn (tonnes) = nombre de feuilles × poids des feuilles (kg) × (% poids de Mn par feuille/100 %)×(1 tonne/1 000 kg)
= 60 000 feuilles × 150 kg × (1,09 %/100 %)×(1 tonne/1 000kg)
= 98,1 tonnes de manganèse

Comme la quantité de manganèse est supérieure au seuil de déclaration de 10 tonnes, il faut déterminer les rejets de manganèse des installations.

Estimation des rejets

On utilisera le facteur d'émission générique de 0,000033 kg de manganèse/m de longueur de soudure pour les procédés de soudage avec électrodes fusibles.

Pour utiliser le facteur d'émission indiqué, il faut d'abord déterminer la longueur de la soudure. Pour trouver la longueur de la soudure, il y a lieu de calculer le diamètre de la soudure, à l'aide de la formule suivante :

Diamètre de la soudure (m) = épaisseur de l'assemblage (m) × 4

Comme deux feuilles sont soudées ensemble, l'épaisseur de l'assemblage est la suivante :

Épaisseur de l'assemblage (cm) = épaisseur d'une feuille (cm) × 2
= (0,079 cm) × 2
= 0,158 cm

On utilise comme suit l'épaisseur de l'assemblage pour déterminer le diamètre de la soudure :

Diamètre de la soudure (m) = (0,001 58 m) × 4
= 0,00632 m

On peut maintenant calculer la longueur de la soudure à l'aide de la formule suivante :

Longueur de la soudure (m) = diamètre de la soudure (m) × nombre de feuilles × soudures par feuille
= (0,00632 m) × (60 000 feuilles) × (1 000 soudures/feuille)
= 379 200 m

Maintenant, le rejet peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

Manganèse rejeté (kg) = longueur de la soudure (m) × facteur d'émission (kg/m)
= (379 200 m) × (0,000033 kg/m)
= 12,514 kg
= 0,012 tonne

Calcul des seuils des principaux contaminants atmosphériques

Les procédés de soudage avec électrodes réfractaires ne rejettent pas de quantités appréciables de PCA.

Autres outils et sources d'information sur le soudage

La Boîte à outils de l'INRP contient un tableur pour calculer les rejets de substances des parties 1A et 1B et des PCA provenant de divers procédés de soudage avec électrodes fusibles. Vous devrez tout de même calculer les seuils tel que détaillé précédemment pour les métaux des parties 1A et 1B. Vous pourrez ensuite utiliser le tableur pour déterminer les rejets de ces substances. Vous pouvez utiliser la portion du tableur consacrée aux PCA pour calculer la contribution du soudage aux seuils de déclaration des matières particulaires totales et des PM₁₀.

Vous pouvez utiliser la base de données FIRE de l'EPA des États-Unis et les documents AP-42 (section 12.19) pour obtenir de plus amples renseignements généraux sur les rejets provenant des procédés de soudage.

Ouvrages de référence

Canadian ORTECH Environmental Inc. (ORTECH), 2001. NPRI Guidance for Welding Processes for Environment Canada Prairie and Northern Region, Rapport préparé pour Environnement Canada par ORTECH, mai 2001.

US Environmental Protection Agency (US EPA). Section 313 of the Emergency Planning and Community Right-to-Know Act - EPCRA Section 313 Questions and Answers, Office of Pollution Prevention and Toxics, version révisée en 1998, EPA 745-B-98-004, décembre 1998.

US Environmental Protection Agency (US EPA). Development of Particulate and Hazardous Emission Factors for Electric Arc Welding, rapport final révisé, contrat EPA n o  8-D2-0159, projet MRI n o  4601-02, le 20 mai 1994.