Pompage de produits très visqueux dans la fabrication de granulés plastiques

Livraison de quatre pompes Megaroyal®

Dans le process du client final chinois, à partir d’un réservoir sous pression, une solution polymère est chauffée à 90°C. Des pompes doivent être utilisées afin d’injecter le produit à travers un système de préchauffage, dans un réservoir tampon, puis dans la machine à extrusion. Ensuite, le produit est refroidi par eau et coupé en granulés grâce à une lame de rasoir rotative. Pour cette application, Milton Roy a proposé la pompe monobloc triplex Megaroyal®, qui est couramment utilisée dans l’industrie du Pétrole et Gaz et de la Chimie, en raison de sa conformité au Standard API 675. « Nous avons livré en 2019 quatre pompes Megaroyal® sur le site de production, précise le chef de produit. Les pompes fonctionnent en continu dans ce process critique qui ne doit pas subir d’arrêts de production. Pour répondre aux besoins du client final, la pompe est calorifugée, propose un débit élevé de 8,5 m3/h et est capable de supporter les variations de pression. »

Zoom sur la technologie

La technologie du doseur PTFE à double membrane intégrée à la pompe Megaroyal® est la même que celle qui est utilisée sur d’autres gammes de pompes Primeroyal® depuis plus de 20 ans : Milton Roy dispose d’un véritable retour d’expérience sur les technologies de tête doseuse. La pompe Megaroyal® est capable de fournir des débits jusqu’à 50 m3/h et peut supporter des pressions au refoulement jusqu’à 252 bars. Les clients finaux cherchent à adapter leur production en fonction des besoins, et c’est pour cela qu’ils ont souhaité gagner en flexibilité avec l’utilisation d’un moteur à variation de vitesse, permettant de diviser d’un à cinq la cadence de production. La pompe Megaroyal® est disponible avec trois tailles de doseurs différentes.

Sécurité de l’installation

La pompe Megaroyal est équipée d’un pilote hydraulique, qui permet de compenser l’huile pour garantir une stabilité du débit. Ce système permet aussi de fiabiliser le fonctionnement de la pompe, même en cas de blocage à l’aspiration. « Nos confrères possèdent aussi ce type de sécurité, mais avec un design différent, explique Liem Chau. Nos pompes intègrent une soupape de surpression pour protéger la pompe, et disposent d’un pilote hydraulique qui permet d’éviter les ruptures de membrane. Nous utilisons également un système de double membrane avec détection de fuite : en cas de rupture d’une membrane, un capteur de pression détecte une augmentation de pression, et le signal détecté sera reporté vers la salle de contrôle. La pompe continuera de fonctionner jusqu’à la fin du batch de production, même en cas de rupture de membrane. » La pompe Megaroyal® reste alors étanche, sans fuite externe possible. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’elle est particulièrement adaptée à des produits toxiques, dangereux ou radioactifs.

Maîtriser la perte de charge

Le produit à pomper chez le client final était particulièrement critique. La combinaison entre la viscosité et le maintien en température rend le process difficile : si le liquide refroidi, la viscosité augmentera et la pompe ne délivrera plus le bon débit, avec un risque d’étranglement au niveau des clapets anti-retour. Le produit étant très visqueux, il était nécessaire d’augmenter les sections de passage et les tailles de boîte à clapet pour réduire les pertes de charge et garantir un pompage sans caviter. Gaëtan Spude, responsable R&D chez Milton Roy, témoigne : « Avec une tension vapeur élevée de 14,7 bars, et une pression à l’aspiration minimale de 17 bars, la marge entre le NPSHa et le NPSHr, autrement dit entre le disponible sur l’installation et le requis pour la pompe, est assez faible. La viscosité entraîne une augmentation rapide de la perte de charge, et il est donc nécessaire d’augmenter les sections de passage. » D’un autre côté, il est important de prendre en compte la compressibilité du fluide. En augmentant de trop les sections de passage et les volumes dans le doseur, l’utilisateur perdrait rapidement en débit. Gaëtan Spude poursuit : « Si un fluide est compressible à 10%, la perte de charge sera bien plus importante que 10%. Le volume qui est soumis à l’effet dépression-pression est beaucoup plus important que la cylindrée de la pompe : il y a un effet multiplicateur. Nous avons donc dû trouver le bon compromis entre éviter des sections de passage trop importante pour ne pas perdre en débit, et avoir des sections de passage suffisamment importantes pour éviter que la pompe cavite. Pour cela, nous avons entre-autre réalisé des calculs CFD (Computational Fluid Dynamics) » Parallèlement, la pompe Megaroyal a permis de limiter les pertes de charge dans la tuyauterie, car entre les trois pistons d’une pompe triplex, il y a le phénomène de déphasage. Le challenge relevé par Milton Roy a été de réussir à concilier compressibilité et viscosité.