Tests d’électrolyse dans bassin PVC

[invitec50d5d1a]

Bonsoir,
Il y a quelques mois, j’ai réalisé une plongée afin de mesurer l’explosivité des gaz résiduels produit lors des découpages électriques.
Afin de confirmer et de donner plus de précision aux résultats, j’aimerais dans les prochains jours réaliser quelques tests complémentaires réalisé cette fois en surface pour mesurer avec plus d’exactitude la production d’hydrogène produite par électrolyse.
Pour cela je souhaiterais utiliser un basin en PVC d’une capacité de 50 l.
Les tests qui consisteraient à faire successivement passer un courant électrique avec une intensité de 50/100/150/200 Ampères et 60 volts DC entre une électrode de découpage (cathode) et une plaque d’acier seraient réalisés dans de l’eau douce ainsi que dans de l’eau de mer (anode).
Je contrôle bien tous les paramètres d’exécution, mais la seule inconnue pour moi est la réaction avec le PVC du bassin.
En sachant que chaque test ne va en principe durer que quelques secondes (le temps de remplir une éprouvette de 2 cc) pensez-vous que le PVC risque ou non de se décomposer et produire des bulles qui fausseraient les résultats.
Merci d’avance
Francis
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[moco]

Bonjour,
On ne comprend pas très bien le problème. Tu disposes donc d'un bassin de 50 litres, donc une espèce de petite baignoire, en PVC. Tu la remplis d'eau. Tu immerges une plaque de fer servant d'anode (pôle positif). Est-ce qu'elle touche le fond, ou est-ce qu'elle est suspendue dans l'eau ? Tu approches ensuite une électrode dite de découpage. C'est probablement une tige. Est-elle suspendue dans l'eau ? Est-elle au contact de la cuve ? A quelle distance se trouve-t-elle de la plaque ? Et que se passe-t-il dans l'expérience ? Y a-t-il un arc visible entre les électrodes ? Est-ce qu'il y a électrolyse ? ou plutôt pyrolyse ? Qu'est-ce que tu entends par découpage ? Quelle est la distance entre la zone anode + cathode et la paroi due PVC ? Pourquoi devrait-il y avoir une réaction avec le PVC ? Et une réaction de quoi ? Des gaz H2 et O2 produits ? Ou est-ce un effet thermique qui modifierait le PVC ?

[invitec50d5d1a]

Bonjour,
On ne comprend pas très bien le problème. Tu disposes donc d'un bassin de 50 litres, donc une espèce de petite baignoire, en PVC. Tu la remplis d'eau. Tu immerges une plaque de fer servant d'anode (pôle positif). Est-ce qu'elle touche le fond, ou est-ce qu'elle est suspendue dans l'eau ? Tu approches ensuite une électrode dite de découpage. C'est probablement une tige. Est-elle suspendue dans l'eau ? Est-elle au contact de la cuve ? A quelle distance se trouve-t-elle de la plaque ? Et que se passe-t-il dans l'expérience ? Y a-t-il un arc visible entre les électrodes ? Est-ce qu'il y a électrolyse ? ou plutôt pyrolyse ? Qu'est-ce que tu entends par découpage ? Quelle est la distance entre la zone anode + cathode et la paroi due PVC ? Pourquoi devrait-il y avoir une réaction avec le PVC ? Et une réaction de quoi ? Des gaz H2 et O2 produits ? Ou est-ce un effet thermique qui modifierait le PVC ?

Pour plus de clarté je publierai un petit schéma cet après-midi.

[invitec50d5d1a]

Rebonjour, ci-joint un petit schéma pour mieux comprendre.
L’électrode creuse Ø 9 (cuivre extérieur + fils acier intérieur) sera pratiquement posée à plat sur le fond à +/- 1 MM.
Pour éviter la formation de l’arc électrique 3 écarteurs en bois sont placé en bout d’électrode de manière à maintenir un espace de 5 mm entre celle-ci et le carré d’acier (anode).
A l’exception des 2 extrémités, l’électrode est isolée ce qui fait qu’en condition réelle de plongée et avant de fermer le circuit (amorçage de l’arc) on observe uniquement une formation d’H2 dans ces deux zones.
Une fois l’arc amorcé seul la partie arrière génère encore de l’hydrogène.
Donc ici les tests consisteront à successivement mesurer le débit de production d’H2 aux deux extrémités.
D’où ma question sur une éventuelle réaction du PVC par rapport au courant et le faible volume d’eau utilisé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bonsoir,
Il y a quelques mois, j’ai réalisé une plongée afin de mesurer l’explosivité des gaz résiduels produit lors des découpages électriques.
Francis

Bjr,
Pas compris non plus la manipulation ?
Par "découpage électrique" faut-il comprendre qu'il s'agit d'une découpe plasma (torche avec électrode de tungstène, gaz plasmagène et bien sûr re-bouclage électrique par la masse ?
Où s'agit il de toute autre chose ?
Cdt

[invitec50d5d1a]

Le mieux c'est de regarder sur le net à découpage oxy-arc ou exothermique sous eau.

[40CDV20]

Ok, il était mieux de le préciser. Par exemple :
http://papyone.over-blog.com/2016/04...-partie-5.html
Je pensais que cette technique quasi centenaire était abandonnée, supplantée par les techniques de découpe plasma

[invitec50d5d1a]

Ok, il était mieux de le préciser. Par exemple :
http://papyone.over-blog.com/2016/04...-partie-5.html
Je pensais que cette technique quasi centenaire était abandonnée, supplantée par les techniques de découpe plasma

Je vois que tu as trouvé un bon document
Comme tu peux t'en rendre compte, la technique du découpage à l'électrode creuse est toujours la plus utilisée sous eau.

[40CDV20]

Bjr Papy-One,
J'ai eu l'occasion de voir (une seule fois, et à une distance de VIP ), ce type d'opération réalisée au chantier de démolition navale d'Alang, là où pour la petite histoire devait être dirigé de façon "furtive" le Clem pour son désossage, une fois le détour ibérique de brouillage de traces fait et la recette de la paella bien comprise . J'en avais conclu, sans doute un peu rapidement que cette technique était retenue en démantèlement naval à des fins de ferraillage. Je m'abstiens de toute position tranchée, mais je doute qu'en construction elle puisse concurrencer les techniques plus récentes tel le plasma ?.

Ceci dit, j'ai un peu de mal à comprendre ton protocole d'essai. Il manque de nombreuses informations avant de pouvoir quantifier la production d'un quelconque gaz. Je suppose que la partie noire de l'électrode creuse est isolée électriquement par un gainage genre thermorétractable ou autre ? Le schéma est insuffisamment détaillé pour les parties critiques, de mon point de vue. Si le carré d'acier est bien l'anode (pôle +), pourquoi se compliquer la vie à rapprocher si près l'électrode creuse, qui est cathode (pôle -), puisqu'il faut s'interdire tout risque d'amorçage ?

Les électrolytes, avec de l'eau douce il est difficile de savoir ce que l'on fait, et je suis réservé sur l'objectif "assigné", conduire les réactions de réduction et d'oxydation de l'eau. Avec de l’eau de mer, si une électrolyse peut être initiée et entretenue, il faudra bien considérer deux réactions anodiques, l'oxydation de l'eau avec production de dioxygène, mais aussi la production de gaz dichlore
Ajoutons que les infos communiquées ne permettent pas de caractériser la source électrique, et je passe sur la nécessite d'instrumenter à minima la manip.
Précisons que la production de dihydrogène (par ex. sur une cathode de fer), est la seule réaction cathodique possible, avec une solution aqueuse de chlorure de sodium. Il me parait beaucoup plus simple de monter la manip de façon à aisément collecter à sa source (au pôle -) la production d'H2, et de faire en sorte qu'il ne transite pas à l'intérieur du tube pour ressortir au voisinage du pôle + ? Non ?

A ce stade, on peut répondre simplement que la limite de tenue du PVC en considérant les deux électrolytes (eau douce et eau de mer) est d'ordre thermique (bien entendu en l'absence de tout point chaud et ceci valant quel que soit le polymère). Avec un PVC basique le point Vicat (ramollissement) est à +65/75°C, et ça peut monter en fonction du taux de chlore à +100°C pour le PVC-C (PVC sur-chloré).

Cdt

[invitec50d5d1a]

Bjr Papy-One,
J'ai eu l'occasion de voir (une seule fois, et à une distance de VIP ), ce type d'opération réalisée au chantier de démolition navale d'Alang, là où pour la petite histoire devait être dirigé de façon "furtive" le Clem pour son désossage, une fois le détour ibérique de brouillage de traces fait et la recette de la paella bien comprise . J'en avais conclu, sans doute un peu rapidement que cette technique était retenue en démantèlement naval à des fins de ferraillage. Je m'abstiens de toute position tranchée, mais je doute qu'en construction elle puisse concurrencer les techniques plus récentes tel le plasma ?.

Réponse:
Le découpage au plasma en surface est un outil super performant si on travaille sur des tôles relativement propres. Sous eau c’est très rarement le cas, résultat les problèmes au niveau de la buse et de l’électrode sont plus que fréquent. De plus comme les découpages sous eau se font bien souvent avec une visibilité très réduite voire nulle, une reprise de coupe avec ce type d’outil est très difficile. C’est pour ces raisons le plasma est à ce jour très peu utilisé en travaux sous eau.

Ceci dit, j'ai un peu de mal à comprendre ton protocole d'essai. Il manque de nombreuses informations avant de pouvoir quantifier la production d'un quelconque gaz. Je suppose que la partie noire de l'électrode creuse est isolée électriquement par un gainage genre thermorétractable ou autre ? Le schéma est insuffisamment détaillé pour les parties critiques, de mon point de vue. Si le carré d'acier est bien l'anode (pôle +), pourquoi se compliquer la vie à rapprocher si près l'électrode creuse, qui est cathode (pôle -), puisqu'il faut s'interdire tout risque d'amorçage ?

Réponse:
Exact, en ce qui concerne les électrodes sous-marines, la partie centrale est toujours isolée par du tape ou une gaine thermo rétractile.
Pour ce test 3 écarteurs sont mis en place pour éviter de mettre accidentellement le circuit en court-circuit.
En condition réelle le but est au contraire de fermer le circuit afin de créer un arc électrique et permettre ainsi à l’oxygène sous pression de découper l’acier.
Le problème c’est que parfois le plongeur tarde à amorcer son électrode et durant ce laps de temps de l’hydrogène se forme aux deux extrémités de l’électrode.
Or hydrogène + oxygène ou air comprimé = risque d’explosion, d’où mon intention de calculer le débit de production afin de vérifié si on atteint la LIE.
Apparemment d’après les résultats de mes essais en eau douce ce n’est pas le cas car à 150 Ampères la production d’H2 était d’environ 7.2 ml / minute.
Par contre en eau de mer l’électrolyse est bien plus importante mais jusqu’à présent personne n’a encore pris la peine de calculer le débit de l’H2 d’où l’idée de ce test.


Les électrolytes, avec de l'eau douce il est difficile de savoir ce que l'on fait, et je suis réservé sur l'objectif "assigné", conduire les réactions de réduction et d'oxydation de l'eau. Avec de l’eau de mer, si une électrolyse peut être initiée et entretenue, il faudra bien considérer deux réactions anodiques, l'oxydation de l'eau avec production de dioxygène, mais aussi la production de gaz dichlore

Réponse:
En condition réelle et ce quel que soit le type d’eau dans lequel on plonge (eau douce ou eau de mer) on constate que lorsque le circuit est fermé, seul des bulles d’hydrogène sont formées aux deux extrémités de l’électrode (coté pince et bout). Du côté de l’anode, donc la partie que le plongeur découpe il n’y a pas de formation de bulles d’oxygène.
Ce qui d’après ce que j’ai lu est d’ailleurs tout à fait normal vu qu’il s’agit en général d’acier assez épais et non d’une électrode inerte comme lors des tests en laboratoire.


Ajoutons que les infos communiquées ne permettent pas de caractériser la source électrique, et je passe sur la nécessite d'instrumenter à minima la manip.
Précisons que la production de dihydrogène (par ex. sur une cathode de fer), est la seule réaction cathodique possible, avec une solution aqueuse de chlorure de sodium. Il me parait beaucoup plus simple de monter la manip de façon à aisément collecter à sa source (au pôle -) la production d'H2, et de faire en sorte qu'il ne transite pas à l'intérieur du tube pour ressortir au voisinage du pôle + ? Non ?

Réponse:
La source électrique est un poste de soudure DC avec une tension à vide de 60 volts et une tension d’arc de 32 volts.
Comme en condition réelle il y a production d’H2 des deux côtés de l’électrode je souhaite mesurer ces deux débits.

A ce stade, on peut répondre simplement que la limite de tenue du PVC en considérant les deux électrolytes (eau douce et eau de mer) est d'ordre thermique (bien entendu en l'absence de tout point chaud et ceci valant quel que soit le polymère). Avec un PVC basique le point Vicat (ramollissement) est à +65/75°C, et ça peut monter en fonction du taux de chlore à +100°C pour le PVC-C (PVC sur-chloré).

Réponse:
Donc apparemment je n’ai pas de soucis à me faire concernant le bac.
Par contre je suppose que les propriétés de l’eau vont assez rapidement changer vu la faible contenance du bac. Je vais donc prévoir de régulièrement changer l’eau.
Merci pour vos réponses.

Cdt

Merci pour vos réponses.

[40CDV20]

Bjr,
C'est un quasi cas singulier, qui méritait une revue de détail.
On est à cent lieues d'une manip d'électrochimie bien bordée, et après réflexion je pense qu'il faut rester aussi près que possible de la configuration de service, c'est à dire du schéma.
Mais voyons d'autres avis.
Cdt

[invitec50d5d1a]

Bonsoir,
juste pour info, tests de calcul du volume d'H2 réussi.
Voici l'installation que nous avons mis en service.