Les pompes à engrenages internes s'attaquent aux applications d'asphalte difficiles

Mar 24, 2023

Les anthropologues ont déterminé que le sous-produit pétrolier ressemblant à du goudron connu sous le nom de bitume, défini comme "un mélange noir et visqueux d'hydrocarbures", a été utilisé pour la première fois comme matériau d'ingénierie vers 3000 av.

Aujourd'hui, plus de 5 000 ans plus tard, l'utilisation de ce qu'on appelle aujourd'hui l'asphalte, ou "un mélange de brai bitumineux foncé avec du sable ou du gravier", reste un élément fondamental dans bon nombre des opérations industrielles les plus importantes de nos sociétés, de la construction de routes à la toiture à l'étanchéité.

Alors que le bitume et l'asphalte ont été les piliers de la construction pendant cinq millénaires, il en va de même pour les défis qui doivent être surmontés dans leur manipulation. Les pompes jouent un rôle de premier plan dans les chaînes de production et d'approvisionnement de l'asphalte, ce qui signifie que l'identification et la mise en œuvre d'une technologie de pompage capable de relever les défis de la manutention de l'asphalte doivent être une priorité pour l'opérateur.

À cette fin, cet article illustrera comment la technologie des pompes à engrenages internes peut être le choix idéal pour les applications de manutention de bitume et d'asphalte les plus difficiles.

Étant donné que les systèmes de pompage sont omniprésents dans presque toutes les installations de fabrication industrielle et sont cruciaux pour le fonctionnement de nombreuses applications de production dans un large éventail d'industries, ils sont également mûrs pour des améliorations opérationnelles qui peuvent améliorer la fiabilité et réduire les équipements et les coûts d'exploitation.

Les pompes à asphalte sont nécessaires tout au long des chaînes de production et d'approvisionnement de l'asphalte.

On les trouve dans les raffineries où sont produits les produits asphaltiques bruts, les terminaux où divers produits asphaltiques sont stockés, les usines d'enrobage à chaud où les produits de pavage sont produits et les usines de fabrication de matériaux de couverture où les bardeaux et autres matériaux de couverture sont fabriqués.

Des pompes à asphalte spécialement configurées sont au cœur de ces systèmes et d'autres qui reposent sur des produits asphaltiques comme base de production.

Le principal défi de ces opérations est le plus évident : à mesure que l'asphalte change de température, il peut passer d'un solide à un liquide avec une grande variété de caractéristiques de fluide en fonction de la composition chimique, ce qui rend extrêmement difficile le pompage avec la technologie de pompage standard. . Pour offrir un fonctionnement sûr et fiable, une pompe conçue pour le service d'asphalte doit suivre ces considérations spéciales.

Externes de la pompe. Les parties métalliques externes d'une pompe sont définies comme celles qui entrent en contact avec le fluide pompé à l'intérieur tout en étant exposées aux conditions ambiantes à l'extérieur. Les pompes conçues pour les applications d'asphalte doivent pouvoir isoler l'asphalte des conditions ambiantes extérieures. Une enveloppe chauffante efficace qui maximise la surface entre le fluide caloporteur (vapeur ou huile chaude) et le fluide pompé (produits asphaltiques) est essentielle pour des performances fiables.

Intérieur de la pompe. En raison de la large gamme de températures et de viscosités des produits d'asphalte, une attention particulière doit toujours être prise lors de la sélection des dégagements internes appropriés. Une négligence peut entraîner une défaillance de la douille, de l'engrenage ou de l'arbre. De plus, les composants internes peuvent être soumis à des contraintes importantes lors du pompage de produits d'asphalte. Les changements de viscosité dus aux variations de température peuvent entraîner la solidification du produit d'asphalte dans la pompe ou le système de tuyauterie, entraînant une défaillance potentielle des dents du rotor.

Scellage. L'étanchéité de l'arbre est de loin l'un des défis les plus importants à surmonter dans une application d'asphalte, en particulier lorsqu'une condition sans fuite est souhaitée. La garniture est la solution d'étanchéité d'arbre la plus largement utilisée dans toutes les applications d'asphalte en raison de sa fiabilité, de sa simplicité et de sa capacité à fonctionner dans toutes les plages de viscosité et de température. Cependant, la garniture doit fuir pour fonctionner de manière fiable pendant de longues périodes. Dans les applications d'asphalte propre où il y a peu ou pas de solides et où les fuites ne sont pas acceptables, des joints à cartouche à triple lèvre ou des joints mécaniques peuvent être utilisés. Dans les applications d'asphalte rempli où des solides sont présents et où les fuites ne sont pas acceptables, des joints mécaniques à faces dures peuvent être utilisés.

Lors de l'utilisation de joints à triple lèvre à cartouche ou de garnitures mécaniques à cartouche, il est toujours recommandé d'utiliser une trempe afin de chauffer le joint, de garder l'air à l'extérieur et d'éviter la cokéfaction de l'asphalte près des faces du joint. Dans certains cas, des pompes à entraînement magnétique sans joint peuvent être utilisées pour une opération d'asphalte sans fuite tant que des précautions strictes sont prises lors du démarrage.

Avec la large gamme de produits d'asphalte sur le marché, tous avec des caractéristiques de fluide différentes, des considérations particulières doivent également être prises d'une application à l'autre.

Souvent, une opération d'usine unique peut comporter de l'asphalte propre avec une viscosité modérée dans un processus et un asphalte visqueux chargé d'abrasifs lourds dans un autre processus.

L'enrobé émulsionné est constitué d'un mélange de ciment bitumineux, d'un agent émulsifiant (tensioactif) et d'eau. Il est sensible au cisaillement, ce qui nécessite que la pompe soit construite avec des jeux internes supplémentaires, fonctionne avec une vitesse de pompe réduite et, dans certains cas, soit équipée de méthodes spéciales de lubrification de la bague de renvoi.

Parfois appelés asphalte de revêtement, les asphaltes remplis peuvent avoir des concentrations de calcaire ou d'autres particules abrasives de 60 à 70 %, ce qui les rend fortement abrasifs. Les pompes dans ces applications nécessitent généralement des ensembles de bagues en fonte trempée ou en carbure de tungstène et un carter, une tête, un engrenage de rotor et un pignon intermédiaire trempés. Comme toutes les pompes utilisées dans les applications abrasives, la vitesse de la pompe doit être considérablement réduite pour maximiser la durée de vie de ses composants.

La solution ultime et nécessaire pour pomper de l'asphalte consiste à utiliser une pompe dotée d'une enveloppe chauffante, de matériaux d'engrenage robustes, d'une large gamme d'options de matériaux de composants internes et de configurations d'étanchéité flexibles.

La clé du bon fonctionnement d'une pompe à asphalte est une enveloppe chauffante qui fournit ces caractéristiques standard à l'opérateur : une surface d'enveloppe sur le carter de la pompe et une soupape de surpression (PRV) qui permet un chauffage plus uniforme de la pompe, qu'elle utilise de la vapeur ou de l'huile chaude gaine placée derrière le rotor de la pompe, qui élimine un point froid connu qui peut entraîner des démarrages difficiles et des défaillances prématurées de la pompe et du joint possibilité d'utiliser une tête gainée et un PRV simultanément boîtier rotatif qui permet à l'opérateur d'utiliser à la fois la bride droite et la bride gauche orientations selon les besoins sans délais supplémentaires matériau d'engrenage standard en fonte ductile à haute résistance qui améliore la fiabilité par rapport aux rotors en acier, tout en entraînant des économies sur les coûts d'achat pouvant atteindre 25 %

De plus, ces pompes ont été conçues pour être les premiers remplacements instantanés au monde pour les modèles concurrents. Les composants sont également interchangeables pièce pour pièce avec un modèle concurrent avec des améliorations de conception très spécifiques si nécessaire pour améliorer la fiabilité.

La conception s'appuie également sur les caractéristiques des autres modèles de pompes à engrenages internes du fabricant : compatibilité avec les joints à presse-étoupe, mécaniques et à triple lèvre, possibilité de réparer ou de remplacer les joints sans mettre la pompe hors service, pignon fou entraîné par le ensemble rotor/arbre, ensemble rotor/arbre réversible qui permet de pomper dans n'importe quelle direction

L'asphalte s'est avéré au fil du temps être l'un des produits les plus irremplaçables au monde et a joué un rôle central dans le développement de nombreuses civilisations. Il ne fait aucun doute que l'asphalte continuera de jouer un rôle de premier plan à l'avenir, et il y aura des défis à relever lors de sa manipulation et de son transfert. C'est pourquoi les pompes à engrenages internes sont une option si critique pour l'industrie.

Nicholas Ortega est le chef de produit des pompes à engrenages pour EnviroGear Pumps. Il peut être joint à [email protected]. Pour plus d'informations sur EnviroGear ou PSG, visitez envirogearpump.com ou psgdover.com.