Traitements des eaux de chaudière par l'hydrazine

Malgré sa toxicité et son caractère éventuellement cancérigène, l'hydrazine est l'additif anti-corrosion le plus utilisé depuis les années 1960.
A la fois anti-oxygène et inhibiteur de corrosion, il agit aussi bien en phase liquide qu'en phase vapeur. Cependant sa volatilité est faible et il demeurera essentiellement dans l'eau. Il n'augmente pas la teneur en sel de l'eau en chaudière.

Réaction avec l'oxygène:
N₂H₄ + O₂ ==> N₂ + 2H₂O
La température, l'excès d'hydrazine, les pH élevés et la présence de catalyseur sont les principaux facteurs qui favorisent la vitesse de réaction.
Certaines qualités activées (Levoxin de Bayer, Liozan de Atofina) réagissent plus rapidement avec l'oxygène.

Action inhibitrice de la corrosion:
L'hydrazine accélère l'oxydation du Fer(II) en Fer(III) avec formation d'une couche passivante de magnétite dès 50°C:
3 Fe(OH)₂ + N₂H₄ ==> Fe₃O₄ + N₂ + 2 H₂O
Cette réaction est défavorisée par la présence d'hydrogène dans la vapeur.

De même l'hydrazine converti les couches oxydées d'oxyde cuivrique en oxyde cuivreux plus stable:

4 CuO + N₂H₄ ==> 2 Cu₂O + N₂ + 2 H₂O

L'hydrazine se décompose au dessus de 300°C:
3  N₂H₄ ==> 4 NH₃ + N₂
en donnant essentiellement de l'ammoniac et un peu d'hydrogène:
2 NH₃ ==> N₂ + 3 H₂

L'ammoniac qui est extrêmement volatile suivra le cheminement de la vapeur et peut être la cause de corrosions sur des éléments en cuivre ou alliage de cuivre.

Concentration recommandée:
Il est recommandé d'ajouter à l'eau de chaudière une quantité d'hydrazine correspondant à 5 fois la concentration en oxygène dissous.
On devra donc doser une concentration en hydrazine dans l'eau traitée égale à 4 fois la teneur en oxygène avant traitement.
Le tableau ci-dessous rassemble pour différente températures, la teneur en oxygène pour une eau en équilibre avec l'air, et la teneur en hydrazine résiduelle après traitement.

Si l'eau est traitée par un dégazeur thermique efficace, il est recommandé de maintenir une concentration d'hydrazine de 0,2 à 0,3ppm.

Si la chaudière est à l'arrêt, il est recommandé de traiter l'eau qui séjournera à l'intérieur avec une concentration qui dépend de la durée d'arrêt:
- 200ppm pour 2 jours d'arrêt
- 800ppm pour 1 mois

Toxicité de l'hydrazine:
DL50: 30mg/kg chez le rat
cancérigène sur le rat
Limite moyenne d'exposition: <0,1mg/m3