Les défis auxquels sont confrontées les industries de transformation ont changé même si elles continuent de pomper des fluides, certains dangereux ou toxiques. La sécurité et la fiabilité restent primordiales. Cependant, les opérateurs augmentent les vitesses, les pressions, les débits et même la sévérité des caractéristiques du fluide (température, concentration, viscosité, etc.) lors du traitement de nombreuses opérations par lots. Pour les exploitants de raffineries de pétrole, d’installations de traitement du gaz et d’usines pétrochimiques et chimiques, la sécurité signifie contrôler et prévenir la perte ou l’exposition aux fluides pompés. La fiabilité signifie des pompes qui fonctionnent de manière efficace et économique, avec moins d’entretien requis.
Une garniture mécanique correctement conçue garantit à l’opérateur de pompe des performances de pompe durables, sûres et fiables grâce à une technologie éprouvée. Parmi les multiples pièces d'équipement rotatif et une myriade de composants, il a été prouvé que les garnitures mécaniques fonctionnent de manière fiable dans la plupart des types de conditions de fonctionnement.
POMPES ET JOINTS : UN BON AJUSTEMENT
Il est difficile de croire que près de 30 ans se sont écoulés depuis la promotion massive de la technologie des pompes sans joint dans l’industrie de transformation. La nouvelle technologie a été présentée comme la solution à tous les problèmes et limites perçus des garnitures mécaniques. Certains ont suggéré que cette alternative éliminerait complètement l’utilisation de garnitures mécaniques.
Cependant, peu de temps après cette promotion, les utilisateurs finaux ont appris que les garnitures mécaniques pouvaient satisfaire ou dépasser les exigences légales en matière de fuite et de confinement. De plus, les fabricants de pompes ont soutenu la technologie en fournissant des chambres d'étanchéité mises à jour pour remplacer les anciennes « boîtes à garniture » de garniture de compression.
Les chambres d'étanchéité d'aujourd'hui sont conçues spécifiquement pour les garnitures mécaniques, permettant une technologie plus robuste dans une plate-forme de cartouche, facilitant l'installation et créant un environnement permettant aux joints de fonctionner à leur plein potentiel.
AVANCÉES DE CONCEPTION
Au milieu des années 1980, de nouvelles réglementations environnementales ont obligé l’industrie à se pencher non seulement sur le confinement et les émissions, mais également sur la fiabilité des équipements. Le délai moyen entre réparations (MTBR) pour les garnitures mécaniques dans une usine chimique était d’environ 12 mois. Aujourd’hui, le MTBR moyen est de 30 mois. Actuellement, l’industrie pétrolière, soumise à certains des niveaux d’émissions les plus stricts, a un MTBR moyen de plus de 60 mois.
Les garnitures mécaniques ont maintenu leur réputation en démontrant leur capacité à satisfaire, voire dépasser, les exigences de la meilleure technologie de contrôle disponible (BACT). De plus, ils l’ont fait tout en restant une technologie économique et économe en énergie disponible pour répondre aux réglementations en matière d’émissions et d’environnement.
Les programmes informatiques permettent de modéliser et de prototyper les joints avant la fabrication pour confirmer comment ils géreront des conditions de fonctionnement spécifiques avant d'être installés sur le terrain. Les capacités de conception de fabrication de joints et la technologie des matériaux de face de joint ont progressé au point qu'ils peuvent être développés pour un ajustement individuel pour une application de processus.
Les programmes et la technologie de modélisation informatique d'aujourd'hui permettent d'utiliser des programmes d'examen de conception 3D, d'analyse par éléments finis (FEA), de dynamique des fluides computationnelle (CFD), d'analyse de corps rigides et de programmes de diagnostic par imagerie thermique qui n'étaient pas facilement disponibles dans le passé ou étaient trop coûteux. pour une utilisation fréquente avec des dessins 2D antérieurs. Ces progrès dans les techniques de modélisation ont accru la fiabilité de conception des garnitures mécaniques.
Ces programmes et technologies ont ouvert la voie à la conception de garnitures à cartouche standard avec des composants beaucoup plus robustes. Celles-ci comprenaient le retrait des ressorts et des joints toriques dynamiques du fluide de traitement et ont fait de la technologie de stator flexible la conception de choix.
CAPACITÉ DE TEST DE CONCEPTION PERSONNALISÉE
L'introduction de cartouches d'étanchéité standard a contribué de manière significative à une plus grande fiabilité du système d'étanchéité grâce à leur robustesse et leur facilité d'installation. Cette robustesse permet une plus large gamme de conditions d'application avec des performances fiables.
De plus, une conception et une fabrication plus rapides de systèmes d'étanchéité conçus sur mesure ont permis un « réglage précis » pour répondre aux différentes exigences de service des pompes. La personnalisation peut être introduite soit par des modifications du joint lui-même, soit, plus facilement, par des composants auxiliaires du système tels qu'un plan de tuyauterie. La capacité de contrôler l’environnement du joint dans diverses conditions de fonctionnement au moyen d’un système de support ou de plans de tuyauterie est essentielle à la performance et à la fiabilité du joint.
Une progression naturelle s'est également produite : des pompes davantage conçues sur mesure, avec une garniture mécanique personnalisée correspondante. Aujourd'hui, une garniture mécanique peut être rapidement conçue et testée pour tout type de conditions de processus ou de caractéristiques de pompe. Les faces du joint, les paramètres dimensionnels de la chambre d'étanchéité et la manière dont le joint s'insère dans la chambre d'étanchéité peuvent être conçus et fabriqués pour un ajustement personnalisé pour une large gamme d'applications. La mise à jour de normes telles que la norme 682 de l'American Petroleum Institute (API) a également entraîné une plus grande fiabilité des joints grâce à des exigences qui valident la conception, les matériaux et la fonctionnalité des joints.
UN AJUSTEMENT SUR MESURE
L’industrie du phoque lutte quotidiennement contre la marchandisation de la technologie des phoques. Trop d’acheteurs pensent qu’« un sceau est un sceau est un sceau ». Les pompes standard peuvent souvent utiliser le même joint de base. Cependant, lorsqu'il est installé et appliqué à des conditions de processus spécifiques, un certain type de personnalisation du système d'étanchéité est souvent mis en œuvre pour obtenir la fiabilité requise dans cet ensemble spécifique de conditions de fonctionnement et de processus chimique.
Même avec la même conception de cartouche standard, il existe un large éventail de possibilités de personnalisation, depuis une sélection de composants matériels jusqu'au plan de tuyauterie utilisé. Les conseils sur la sélection des composants du système d’étanchéité par le fabricant de joints sont essentiels pour atteindre le niveau de performance et de fiabilité globale requis. Ce type de personnalisation peut permettre aux garnitures mécaniques d'étendre leur utilisation normale jusqu'à 30 à 60 mois de MTBR au lieu de 24 mois.
Avec cette approche, les utilisateurs finaux peuvent être assurés de recevoir un système d'étanchéité conçu pour leur application, forme et fonction spécifiques. Cette capacité fournit à l'utilisateur final les connaissances requises sur le fonctionnement de la pompe avant son installation. Il n’est pas nécessaire de deviner comment fonctionne la pompe ou si elle peut gérer l’application.
CONCEPTION FIABLE
Si la plupart des opérateurs de processus exécutent les mêmes fonctions, les applications ne sont pas les mêmes. Les processus fonctionnent à différentes vitesses, différentes températures et différentes viscosités, avec différentes procédures opérationnelles et différentes configurations de pompes.
Au fil des années, l'industrie des garnitures mécaniques a introduit des innovations significatives qui ont diminué la sensibilité des joints aux différentes conditions de fonctionnement et ont conduit à une augmentation de la fiabilité. Cela signifie que si un utilisateur final ne dispose pas d'instruments de surveillance pour fournir des avertissements concernant les vibrations, la température, les charges des roulements et du moteur, les joints d'étanchéité actuels, dans la plupart des cas, continueront à remplir leurs fonctions principales.
CONCLUSION
Grâce à l'ingénierie de fiabilité, à l'amélioration des matériaux, à la conception assistée par ordinateur et aux techniques de fabrication avancées, les garnitures mécaniques continuent de prouver leur valeur et leur fiabilité. Malgré l'évolution des contrôles des émissions et du confinement, ainsi que des limites de sécurité et d'exposition, les joints sont restés en avance sur les exigences difficiles. C'est pourquoi les garnitures mécaniques restent le choix privilégié dans les industries de transformation.
Heure de publication : 30 juin 2022