Les plastiques le premier choix pour la manipulation corrosive

Jul 13, 2023

Les pompes manipulent certains des produits les plus agressifs et corrosifs de la planète et les plastiques deviennent le choix préféré dans ces applications. Ici CDR Pumps, discutez des avantages de ce matériau et des solutions qu'ils peuvent offrir.

Prenant le poids du travail dans de nombreux environnements industriels exigeants, les pompes doivent traiter une vaste gamme de matériaux allant des acides et des produits chimiques volatils aux solutions de boues et d'agrégats, qui sont tous hautement corrosifs.

Bien sûr, les pompes échouent et pour éviter que cela ne se produise, il est important que le bon choix soit fait dès le départ pour assurer la fiabilité et le rendement maximal sans compromettre l'efficacité et les coûts de fonctionnement.

Pour les non-initiés, le plastique ne semble pas le choix évident pour la construction de pompes, mais CDR Pumps dirait le contraire. L'entreprise a été l'une des pionnières dans l'utilisation de matériaux plastiques pour la fabrication de pompes destinées à être utilisées dans des environnements exigeants et agressifs, utilisant à ses débuts des matériaux tels que le polypropylène monobloc et le PVDF.

Le portefeuille actuel de la société comprend de nombreux matériaux avancés, notamment des revêtements en polypropylène, des revêtements en ETFE et des revêtements en PFA, qui se prêtent tous particulièrement bien aux produits chimiques agressifs et aux températures extrêmes.

Ashley Fenn, directeur général de CDR Pumps UK Ltd, a déclaré : « Nous obtenons une très bonne résistance à la corrosion et ils sont rentables alors qu'ils peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 180 °C. Nous utilisons toujours des matériaux vierges plutôt que de la fibre de verre qui renforce le produit. . Les composants en plastique sont utiles dans des domaines tels que la fabrication de micropuces et de solvants. C'est un marché en pleine croissance."

Débits Récemment, le CDR a été approché par une entreprise de fabrication de produits chimiques produisant des matières premières qui alimentent un large éventail d'applications de fabrication à l'échelle mondiale. L'exigence était une solution sûre pour décharger une solution d'acide chlorhydrique à 36 % de jusqu'à deux camions-citernes simultanément à une variété de débits différents.

Les risques supplémentaires comprenaient des températures allant jusqu'à 40 °C libérant des vapeurs d'acide chlorhydrique. L'acide est non seulement toxique pour les personnes qui travaillent à ses côtés, mais il est également corrosif pour une grande variété de matériaux de fabrication. Les besoins du client variaient de débits de 12,5 m3/heure pour la recirculation jusqu'à 73 m3/heure pour les applications de déchargement de citernes.

Il a été décidé que les pompes chimiques revêtues de PerFluoroAlkoxy (PFA) étaient le bon choix. Le PFA est une résine copolymère qui résiste à la corrosion chimique et peut être utilisée dans des applications à haute température car elle présente un « taux de fusion » très élevé et est très résistante aux contraintes et aux fissures.

En conséquence, quatre pompes UTN-BL, une pompe à entraînement magnétique à revêtement PFA à accouplement rapproché ont été choisies. Dotée d'une conception sans perte de vapeur, cette pompe centrifuge maintient les vapeurs et les fluides contenus en toute sécurité. Les exigences de débit variable du client ont été satisfaites en ajoutant un variateur de vitesse qui offrait une flexibilité sans endommager le système ou les pompes.

CDR Pumps UK est une division de CDR Pompe Italia. La société mère basée à Milan, en Italie, fabrique des pompes de process chimiques depuis plus de 60 ans et a ouvert ses portes au Royaume-Uni il y a plus de 20 ans après avoir décidé de scinder sa division chimique/pharmaceutique pour le Royaume-Uni, l'Irlande et l'Asie. La majeure partie de la fabrication a lieu en Italie, l'activité au Royaume-Uni se limitant à la production de plaques de base.

Efficacité améliorée En plus du plastique, CDR produit également un magdrive en acier inoxydable. La dernière gamme UTS-EVO a amélioré l'efficacité de 22 % et réduit les coûts d'exploitation.

La technologie moderne est utilisée pour garantir que chaque pompe offre une efficacité et une capacité hydraulique de pointe, y compris la dynamique des fluides computationnelle pour la conception de la roue et du carter, l'analyse des contraintes pour la conception des composants et la fabrication rapide de prototypes pour le développement de produits.

Avec de nombreux clients, il faut souvent un élément sur mesure pour l'installation. Les ingénieurs du CDR se rendront sur un site et s'assureront que la pompe est adaptée aux besoins spécifiques de l'environnement dans lequel elle est installée. Tous les problèmes sont résolus sur place.

M. Fenn a déclaré: "Une grande partie de notre façon de travailler consiste à revenir à l'essentiel. Tant d'équipements sur le marché sont surdimensionnés parce que dans le passé, un client disait qu'une pompe doit avoir la capacité de puissance maximale, ce qui est très inefficace car il coûte une fortune à exploiter. Nous reconcevons, utilisons et recommandons des solutions plus efficaces."

Conditions difficiles Un bon exemple est venu avec l'installation d'un système de refroidissement de moteur diesel sur mesure pour une plate-forme pétrolière en mer du Nord. Le client a été approché par une installation offshore dont le système de refroidissement existant ne s'avérait pas être la bonne option. L'installation nécessitait un système qui fonctionnerait dans une plage de température ambiante de -30°C à +40°C.

Il avait besoin d'un nouveau système de refroidissement du moteur diesel, similaire à ce qui était déjà en place mais capable de répondre à des conditions plus difficiles dans un environnement ATEX (dangereux, potentiellement explosif). En conséquence, un nouveau système de radiateur a été conçu, incorporant une pompe centrifuge scellée mécaniquement TCH pour la recirculation du fluide de refroidissement.

Le TCH est une solution extrêmement flexible, capable de manipuler des matériaux lourds. Fabriqué en acier inoxydable, avec un support de palier en acier inoxydable, il peut fonctionner dans une plage de températures extérieures extrêmement large tout en offrant la résistance à la corrosion indispensable aux installations offshore.

Le système a été fabriqué pour empêcher une sélection de gros moteurs à haute puissance de surchauffer et, par conséquent, le CDR a fourni un moteur de pompe qui était également capable de résister à une basse température ambiante. Le résultat est un nouveau système de refroidissement conforme aux normes ATEX, ISO 9001 et 14001.

En ce qui concerne la recherche et le développement, M. Fenn dit qu'il y a "une évolution constante de la conception et de la fabrication qui vient d'ingénieurs travaillant sur le terrain pour conseiller et enquêter sur les problèmes.

"L'accent est mis sur l'efficacité. Il y a tellement d'efforts pour réduire la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation et la plupart des investissements vont dans cette direction. Si vous pouvez améliorer ces domaines d'un ou deux pour cent, cela fait un grand différence."

Un exemple est la pompe à membrane à commande électronique qui, comme son nom l'indique, utilise un entraînement par moteur électrique par opposition à l'air comprimé coûteux. Cet entraînement utilise jusqu'à cinq fois moins d'énergie que les pompes à membrane pneumatiques traditionnelles, tandis que la conception sans joint élimine les fuites et les pannes.

Entraînement électrique L'entraînement électrique augmente également le contrôle de la pompe et peut doser avec précision le fluide. Les ingénieurs du CDR pensent que cette pompe peut offrir une économie allant jusqu'à 11 000 $ par an, ce qui compensera le coût supplémentaire au cours des six premiers mois de fonctionnement.

CDR entretient également des relations étroites avec un autre fabricant italien, Pompetravaini, ce qui lui a permis de construire un marché solide pour les pompes à vide à anneau liquide. Ceux-ci constituent une partie importante de nombreux processus d'une usine chimique, en particulier les colonnes de distillation, les réacteurs de séchage et à basse pression. Les systèmes de vide ne sont pas compliqués mais doivent être équilibrés et configurés correctement pour maintenir leur fiabilité.

Un client a récemment signalé qu'une pompe à vide à anneau liquide à deux étages était devenue bruyante et indiquait une panne prématurée et un fonctionnement peu fiable. Cette pompe à vide à anneau liquide à deux étages fonctionnait à un débit de 210 m3/h à 33 mba. L'eau de process qui a créé l'anneau liquide avait une température de 180°C.

Pompe Travaini a expédié une pompe à vide à anneau liquide à deux étages depuis l'Italie en une semaine pour s'assurer que le processus était opérationnel sans aucun impact sur la fabrication.

Kevin Pratt, directeur des ventes chez CDR Pumps UK, a déclaré : « Il est toujours important de réagir rapidement à ces situations, mais il est tout aussi important de comprendre le mode de défaillance pour éviter que ces problèmes ne se reproduisent. L'eau de traitement qui alimente les pompes à vide à anneau liquide doit être autour de 15°C avec le bon débit fournissant un vide de 33 mbar. Cela évite l'ébullition et la cavitation de l'anneau liquide.

Il a été découvert que l'unité avait cavité en raison d'une température d'eau de procédé trop élevée et d'un débit de procédé trop faible. L'équipe d'ingénierie du CDR a aidé le client à modifier le processus afin de maximiser la durée de vie opérationnelle.

Fiabilité accrue Pour éviter d'autres problèmes de cavitation, l'eau de traitement a été ramenée à 15 °C et le débit contrôlé par un régulateur. La nouvelle unité de vide a été installée en une semaine et des modifications ont été apportées au processus d'approvisionnement en eau. Désormais, l'ensemble de vide fonctionne sans bruit excessif et a une fiabilité accrue.

Comme toutes les autres entreprises, Covid-19 a eu un impact sur CDR Pumps mais il est resté ouvert. M. Fenn a déclaré: "Les affaires se sont poursuivies à distance avec des personnes travaillant à domicile. Nous avons obtenu des licences spéciales pour continuer à fabriquer car certains de nos clients produisaient des produits pharmaceutiques."

Cependant, les affaires courantes ne sont pas la principale préoccupation de M. Fenn car le CDR traite toujours son carnet de commandes pré-pandémique d'il y a 12 à 18 mois et de nombreux projets se sont arrêtés à cause de Covid-19. Mais il reste positif d'autant plus que le marché asiatique est désormais "très porteur" avec beaucoup de demandes.

"Nous sommes très occupés - nous servons une industrie chimique multinationale impliquant des clients de premier ordre sur plusieurs sites", a déclaré M. Fenn.