La prévention de la cavitation des pompes centrifuges commence avant la mise en service. L'approche fiable consiste à évaluer la marge NPSH réelle, la pression de vapeur du liquide, la géométrie d'entrée, le support du rotor, l'agencement du joint mécanique et les matériaux mouillés comme un problème de sélection unique. Cela importe dans les services pétrochimiques, chimiques au charbon et à basse température car une pompe peut satisfaire son devoir de débit et de hauteur tout en perdant sa stabilité lorsque le niveau de liquide baisse, que la température augmente ou que la ligne d'aspiration ajoute plus de perte que ce que le cas de conception avait supposé.
Commencez par la condition NPSH réelle
NPSHa est fixé par la pression du vase d'aspiration, le niveau minimum de liquide, la température du liquide, la pression de vapeur et les pertes de charge de la tuyauterie d'aspiration. NPSHr est une caractéristique de pompe qui change avec la conception hydraulique sélectionnée et le débit de fonctionnement. La sélection nécessite donc de les comparer dans la plage de fonctionnement attendue, y compris le faible débit, le débit normal et le débit nominal, plutôt qu'à un point pratique sur la courbe.
Deux devoirs au complexe d'intégration raffinage et chimie de l'île Yulong illustrent la différence. Une pompe OH2 glycol éthylénique à moins 14 °C a fonctionné avec une NPSHa de 10 m et une NPSHr de 3,3 m, tandis qu'une pompe OH2 reflux C5 a fonctionné avec la condition beaucoup plus serrée de 3,5 m NPSHa et 2,5 m NPSHr. La famille de pompe seule ne détermine pas le risque de cavitation ; l'état du fluide et le système d'aspiration le font.
Choisissez la structure hydraulique pour le risque d'aspiration
VS6 pour liquides facilement vaporisés et à basse température
Pour l'éthylène, le propane, les gaz liquéfiés et les milieux similaires sujets à la vaporisation, un agencement suspendu vertical peut protéger le côté aspiration en plaçant la section hydraulique sous le niveau de liquide. Le LDT(VS6) de Longgang Pump est une pompe suspendue verticale multietapes à double enveloppe avec un inducer à l'entrée de l'impulseur. L'inducer améliore les performances d'entrée avant l'impulseur principal, tandis que le support à palier immergé multi-points aide à maintenir le long rotor stable.
Pompe centrifuge sac suspendue verticale Longgang Pump LDT(VS6) est adaptée aux devoirs où le processus peut flasher à l'œil de l'impulseur et où une disposition d'aspiration conventionnelle au-dessus du sol laisserait peu de marge de fonctionnement.
BB1 et BB2 pour débit élevé ou service de procédé sévère
Lorsque le débit est élevé et que le liquide est raisonnablement propre, un impulseur double aspiration BB1 peut réduire la vitesse d'entrée et diminuer la NPSHr tout en équilibrant une grande partie de la charge axiale. Pour les fluides de procédé plus chauds, à plus haute pression ou corrosifs, un BB2 monté sur axe central peut maintenir l'alignement du corps et de l'arbre lorsque la température change. Les conceptions BB2 peuvent également utiliser un impulseur double aspiration de premier stage lorsque l'exigence d'aspiration est particulièrement exigeante.
Pompe centrifuge chimique process à démontage radial Longgang Pump LBD(BB2) donne aux ingénieurs une option entre paliers lorsque la conception hydraulique anti-cavitation doit coexister avec une haute température de procédé, une pression ou une exposition à la corrosion.
VS4 pour fosses à liquide chaud et aspiration immergée
Les configurations verticales immergées sont également utiles lorsque le liquide est chaud et que le vase d'aspiration est le moyen pratique de préserver la hauteur disponible. Dans un projet d'alkylation, Longgang a fourni une pompe VS4 sel fondu pour le sel de transfert de chaleur à 260 à 300 °C et une pompe VS4 soufre liquide pour le soufre liquide à 125 à 155 °C. La disposition immergée raccourcit le chemin d'aspiration effectif et évite de traiter un liquide à haute température comme un devoir de transfert horizontal ordinaire.
La sélection du joint mécanique fait partie de la prévention de la cavitation
La cavitation ne pique pas seulement un impulseur. Les pulsations de pression et les vibrations résultantes peuvent perturber le suivi des faces de joint, augmenter la chaleur aux faces et réduire la durée de vie des roulements. Le plan de joint doit donc correspondre au milieu et à la stabilité attendue de la condition d'aspiration. Un arrangement Plan 11 basique peut convenir à l'eau propre, à l'eau déminéralisée et à de nombreux devoirs hydrocarbures stables. Les hydrocarbures chauds, les liquides flashants et les milieux dangereux peuvent nécessiter une combinaison plus protectrice telle que Plan 11 plus 52, 53A ou 53B, sous réserve de la conception finale du système de joint API 682.
Une pompe reflux C5 à Yulong Island a utilisé Plan 11 plus 53A, tandis qu'une pompe condensat de torchère incendie a utilisé Plan 31 plus 52. Dans les services eau chlore-alcali et sel de sodium, le Plan 54 peut être utilisé lorsqu'un fluide barrière fourni extérieurement est nécessaire. Les devoirs VS4 sel fondu et soufre liquide ont utilisé des joints à garniture avec auto-rinçage à palier coulissant, montrant qu'un joint mécanique conventionnel n'est pas automatiquement la meilleure réponse pour chaque milieu chaud.
Les matériaux limitent les dommages lorsque la cavitation et la corrosion se combinent
La sélection des matériaux ne peut pas éliminer la cavitation, mais elle affecte la rapidité avec laquelle les dommages de cavitation, la corrosion et l'usure se combinent. Le 304 et le 316L sont largement utilisés pour l'eau, les solvants et les devoirs de procédé modérément corrosifs. Le service de lavage au sel d'ammonium de la chimie au charbon peut nécessiter du CD4MCu, tandis que les devoirs acide sulfurique concentré et usé peuvent utiliser des parties mouillées en fluoroplastique ou des corps et impulseurs en 904L. Ces choix doivent être vérifiés par rapport à la concentration, la température, les chlorures, les solides et la conception réelle des composants mouillés.
Pour l'eau d'alimentation haute pression et les services de procédé chauds, la résistance des matériaux, la résistance à l'érosion et la stabilité thermique sont aussi importantes que la résistance nominale à la corrosion. La bonne spécification couvre le corps, l'impulseur, l'arbre, les douilles, les bagues d'usure et les faces de joint comme un système, plutôt que de nommer un seul alliage résistant à la corrosion pour toute la pompe.
Examen de la cavitation pour service critique
Avant de finaliser la sélection d'une pompe centrifuge, vérifiez le niveau de fonctionnement le plus bas, la température maximale du liquide, la pression du récipient, la pression de vapeur, les pertes de charge en aspiration et la plage de débit de fonctionnement. Ensuite, sélectionnez conjointement la conception hydraulique d'entrée, la structure de la pompe, le plan de joint mécanique et les matériaux. Confirmez également les conditions de démarrage, le chemin de purge, le fonctionnement à débit minimum et la surveillance requise pour un service critique.
Conclusion
La prévention de la cavitation dans les pompes centrifuges est plus efficace lorsque le NPSH, la conception de l'entrée de la roue, la structure, la sélection du joint mécanique et celle des matériaux sont évalués ensemble. Longgang Pump applique cette logique d'ingénierie aux pompes BB et VS pour les services industriels à haute température, corrosifs, à basse température et sujets à la vaporisation.
FAQ
Q : Un joint mécanique peut-il résoudre un problème de cavitation ?
R : Non. Un plan de joint peut améliorer le confinement et la fiabilité des faces du joint, mais il ne peut pas remplacer une marge NPSH adéquate ou une conception hydraulique d'entrée appropriée. Résolvez d'abord la condition d'aspiration, puis sélectionnez le système de joint en fonction du fluide et du niveau de risque.
Q : Quand un induiteur est-il utile dans une pompe centrifuge ?
R : Un induiteur est utile lorsqu'un liquide sujet à la vaporisation dispose d'une marge d'aspiration limitée. Il préconditionne le liquide avant la roue principale et peut réduire l'exigence en NPSHr lorsqu'il est associé à la conception hydraulique complète.
Q : Un alliage résistant à la corrosion empêche-t-il les dommages dus à la cavitation ?
R : Non. Les matériaux aident à résister à l'érosion et à la corrosion, mais l'effondrement répété des bulles de vapeur peut toujours endommager les pièces mouillées. Le NPSH correct, la géométrie d'entrée et la plage de fonctionnement restent les contrôles principaux.
Q : Pourquoi utilise-t-on des pompes suspendues verticales pour les hydrocarbures liquéfiés ?
R : Elles permettent de placer la section hydraulique de première étape sous le niveau du liquide, réduisent l'exposition à la hauteur d'aspiration et offrent une disposition pratique pour les liquides à basse température ou facilement vaporisés tels que l'éthylène, le propane et les gaz liquéfiés.
