Entretien des pompes à vide à palettes rotatives et vidange d'huile
Consommation d'huile, contamination de l'huile et vidange d'huile des pompes à vide rotatives
A quoi sert l'huile pour pompe à vide ?
L'huile sert à :
- lubrifier les pièces mobiles
- assurer l'étanchéité des pièces mobiles à la pression atmosphérique
- assurer l'étanchéité de la vanne
- combler l'espace mort sous la vanne
- assurer l'étanchéité des différents espaces opérationnels les uns par rapport aux autres
Dans toutes les pompes, il est possible de vérifier la charge d'huile pendant le fonctionnement à l'aide du témoin de niveau d'huile intégré. Pendant le fonctionnement continu, tout particulièrement, il est nécessaire de s'assurer que le niveau d'huile ne chute jamais sous le minimum. Au cours d'un procédé de pompage, les pompes à palettes rotatives lubrifiées émettent des vapeurs d'huile par l'orifice de sortie en raison de la température de fonctionnement élevée. Cela entraîne une perte d'huile dans une mesure qui dépend de la quantité de gaz ou de vapeur qui est aspirée dans la pompe. Les plus grosses gouttelettes d'huile peuvent être retenues en installant un séparateur d'huile grossier dans la conduite de refoulement. Cela permet de réduire considérablement les pertes d'huile. Le filtre à brouillard d'huile fin installé dans certaines pompes retient également les gouttelettes d'huile les plus fines afin qu'aucune huile ne quitte la sortie de la pompe. La perte d'huile est pratiquement réduite à zéro car l'huile séparée est renvoyée dans la pompe. Pour les pompes sans séparateur intégré, ce dispositif est proposé en option.
Dépose et pose du reniflard interne du système Leybold TRIVAC D 40-65 B
Take a look at this video for a demonstration on how to fit a de-mister on a Leybold TRIVAC D 40-65 B
A quelle fréquence l'huile pour pompe à vide doit-elle être changée ?
Si une pompe rotative lubrifiée fonctionne sans dispositif de séparation et de retour d'huile, il faut s'attendre à une certaine consommation d'huile, dont l'ampleur dépend de la taille de la pompe et de la nature du procédé. Dans le pire des cas, cela peut atteindre environ 2 cm3 pour chaque mètre cube d'air pompé. Il faut s'attendre à une perte d'huile plus importante lorsque la pompe fonctionne avec un lest d'air.
Si l'huile de la pompe est devenue inutilisable en raison d'une exposition aux vapeurs ou aux contaminants du procédé, elle doit être remplacée. Il est impossible de formuler des règles strictes quant au moment où une vidange d'huile est nécessaire, car ce sont les conditions de fonctionnement qui déterminent la durée pendant laquelle l'huile reste utilisable. Dans des conditions propres (par exemple, pompes auxiliaires pour pompes à diffusion dans les accélérateurs électronucléaires), les pompes à vide à palettes rotatives peuvent fonctionner pendant des années sans vidange d'huile. Dans des conditions extrêmement « sales » (par exemple pendant l'imprégnation), il peut s'avérer nécessaire de changer l'huile tous les jours. L'huile doit être remplacée lorsque sa couleur marron clair d'origine a viré au marron foncé ou au noir en raison du vieillissement, ou est devenue trouble parce qu'un liquide (tel que de l'eau) a pénétré dans la pompe. Une vidange d'huile est également nécessaire lorsque des flocons se forment dans l'huile de protection anticorrosion, ce qui indique que l'agent de protection anticorrosion est épuisé.
Etapes à suivre lors de la vidange d'huile
La vidange d'huile doit toujours être effectuée avec la pompe arrêtée mais à la température de fonctionnement. L'orifice de vidange d'huile prévu pour chaque pompe doit être utilisé à cet effet. Si une pompe est plus gravement contaminée, elle doit être nettoyée. Dans ce cas, il convient de respecter les instructions d'utilisation applicables.
Sélection de l'huile de la pompe lors de la manipulation de vapeurs agressives
Si des vapeurs corrosives (par exemple, les vapeurs formées par les acides) doivent être pompées, il faut utiliser une huile de protection contre la corrosion PROTELEN® à la place de l'huile de pompe normale. Ces types de vapeurs réagissent alors avec l'agent de protection contre la corrosion (alcalin) basique contenu dans l'huile. Les réactions de neutralisation continues épuiseront l'agent de protection contre la corrosion à une vitesse dépendant de la quantité et de l'acidité des vapeurs. L'huile devra être changée plus fréquemment en fonction de ces facteurs. Les huiles de protection contre la corrosion sont soit très hygroscopiques (elles adsorbent l'eau), soit elles forment facilement des émulsions avec l'eau. Par conséquent, une pompe remplie d'huile de protection contre la corrosion absorbe l'humidité de l'air si elle est hors service pendant une période prolongée. Une pompe remplie d'huile de protection contre la corrosion ne doit pas être utilisée pour pomper de la vapeur d'eau, car les propriétés de lubrification et de protection contre la corrosion de l'huile seraient affectées. Une fois que l'huile a absorbé de l'eau, il n'est plus possible pour ces pompes d'atteindre leur pression limite. Dans des conditions de fonctionnement normales, les pompes lubrifiées ne doivent pas être remplies d'huile de protection contre la corrosion. L'huile LVO 100 est préférable pour pomper de l'air, de la vapeur d'eau et des vapeurs organiques non corrosives, dans la mesure où elle offre une protection positive contre la condensation des vapeurs à l'intérieur de la pompe.
Mesures à prendre lors du pompage de diverses substances chimiques
Cet exposé ne peut pas aborder de manière exhaustive les nombreux domaines d'application variés des pompes à vide lubrifiées dans l'industrie chimique. Nos nombreuses années d'expérience dans les applications chimiques les plus difficiles peuvent être mises à profit pour résoudre vos problèmes spécifiques. Trois aspects doivent cependant être brièvement mentionnés : le pompage de mélanges de gaz explosifs, de vapeurs condensables et de vapeurs et de gaz corrosifs.
Protection contre les explosions
Il convient de respecter les réglementations en vigueur en matière de sécurité et de protection de l'environnement lors de la planification et de la conception de systèmes de vide. L'opérateur doit connaître les substances que le système va pomper et prendre en compte non seulement les conditions de fonctionnement normales, mais également les situations anormales, fonctionnant en dehors des paramètres normaux. Les principaux moyens d'éviter les mélanges explosifs sont, outre l'inertisation par l'ajout de gaz de protection, le maintien des valeurs limites d'explosion à l'aide de condenseurs, de pièges à adsorption et d'épurateurs de gaz.
Protection contre la condensation
Les pompes Leybold offrent trois options pour empêcher les vapeurs de se condenser dans les pompes :
- Le principe du lest d'air (voir Fig. 2.14). Cela augmente considérablement la quantité de vapeur que la pompe peut tolérer.
- L'augmentation de la température de la pompe. La conception robuste de nos pompes permet de les faire fonctionner à des températures allant jusqu'à 120 °C. Cela multiplie par cinq la tolérance à la vapeur d'eau pure, par exemple, par rapport à un fonctionnement normal du lest d'air.
- L'utilisation de condenseurs à vide. Ceux-ci agissent comme des pompes sélectives et doivent être dimensionnés de manière à ce que la pompe à lest d'air en aval ne reçoive pas plus de vapeur que la quantité correspondant à la tolérance à la vapeur appropriée.
Fig. 2.14 Schéma du procédé de pompage dans une pompe à palettes rotatives sans et avec lest d'air lors du pompage de substances condensables.
a) Sans lest d'air
- La pompe est raccordée au réservoir, qui est déjà presque vide d'air (70 mbar) ; elle doit donc transporter la plupart des particules de vapeur
- La chambre de la pompe est séparée du réservoir ; la compression commence
- Le contenu de la chambre de la pompe est déjà si comprimé que la vapeur se condense pour former des gouttelettes ; la pression de la vanne n'est pas encore atteinte
- L'air résiduel ne produit que maintenant la surpression requise et ouvre la vanne de purge, mais la vapeur s'est déjà condensée et les gouttelettes de liquide sont précipitées dans la pompe.
b) Avec lest d'air
- La pompe est raccordée au réservoir, qui est déjà presque vide d'air (70 mbar) ; elle doit donc transporter la plupart des particules de vapeur
- La chambre de la pompe est séparée du réservoir ; la vanne de lest d'air, par laquelle la chambre de la pompe est remplie d'air supplémentaire provenant de l'extérieur, s'ouvre maintenant ; cet air supplémentaire est appelé lest d'air
- La vanne de purge est ouverte par pression et les particules de vapeur et de gaz sont expulsées. La surpression nécessaire pour que cela se produise est atteinte très tôt grâce au lest d'air supplémentaire. La condensation ne peut pas se produire.
- La pompe refoule davantage d'air et de vapeurs
Protection contre la corrosion
Les pompes lubrifiées sont déjà assez bien protégées contre la corrosion grâce à la pellicule d'huile qui est présente sur toutes les surfaces des composants.
a) Acides
Nos pompes sont fondamentalement adaptées au pompage d'acides. Dans des situations particulières, des problèmes avec l'huile et avec les équipements auxiliaires fixés à l'entrée et/ou à la sortie peuvent survenir. Nos ingénieurs de Cologne se tiennent à votre disposition pour vous aider à résoudre ces problèmes.
b) Anhydrides
Le CO (monoxyde de carbone) est un puissant agent réducteur. Lorsque le CO est pompé, il est donc important de ne pas utiliser d'air atmosphérique en tant que lest d'air, mais plutôt des gaz inertes (par exemple Ar ou N2). Il convient également d'utiliser des gaz inertes pour le pompage du SO2, du SO3 et du H2S. Une huile anticorrosion doit également être utilisée lors de la manipulation de ces trois anhydrides. Le dioxyde de carbone (CO2) peut être pompé sans prendre de dispositions particulières.
c) Solutions alcalines
L'huile de pompe normale LVO 100 doit être utilisée pour pomper les solutions alcalines. Les solutions d'hydroxyde de sodium et de potasse caustique ne doivent pas être pompées sous leur forme concentrée. L'ammoniac peut être pompé correctement avec la vanne de lest d'air fermée. Les substances organiques alcalines telles que la méthylamine et la diméthylamine peuvent également être pompées de manière satisfaisante, mais avec la vanne de lest d'air ouverte.
d) Gaz élémentaires
Le pompage de l'azote et des gaz inertes ne nécessite aucune mesure particulière.
Lors de la manipulation de l'hydrogène, il faut tenir compte du risque de création d'un mélange explosif.
La vanne de lest d'air ne doit en aucun cas être ouverte en cas de manipulation d'hydrogène. Les moteurs qui entraînent les pompes doivent présenter une conception antidéflagrante. Les réglementations ATEX s'appliquent.
Oxygène : une attention particulière est requise lors du pompage d'oxygène pur !
Des huiles de pompe spécialement formulées doivent être utilisées à cet effet. Nous pouvons les fournir, accompagnées d'un certificat d'approbation délivré par l'autorité fédérale allemande de contrôle des matériaux (BAM), après consultation.
e) Alcanes
Les alcanes de faible poids moléculaire, tels que le méthane et le butane, peuvent être pompés avec la vanne de lest d'air fermée ou en utilisant un gaz inerte en tant que lest d'air et/ou à une température plus élevée de la pompe. Mais attention : le risque d'explosion est accru !
f) Alcools
Une fois la température de fonctionnement atteinte, le méthanol et l'éthanol peuvent être extraits sans utiliser de lest d'air (huile de pompe LVO 100). Pour pomper les alcools de poids moléculaire plus élevé (par exemple le butanol), la vanne de lest d'air doit être ouverte ou d'autres mesures de protection doivent être mises en œuvre afin d'empêcher la condensation.
g) Solvants
Acétone : peut être extraite sans difficulté ; il faut attendre que la température de fonctionnement normale soit atteinte.
Benzène : attention, les vapeurs sont extrêmement inflammables. La pression limite est dégradée par la dilution de l'huile de pompe. Les mélanges d'air et de benzène sont explosifs et inflammables. Il faut travailler sans lest d'air. Des gaz inertes peuvent éventuellement être utilisés en tant que lest d'air. Les réglementations ATEX s'appliquent.
Tétrachlorure de carbone et trichloréthylène : pompage sans problème ; ininflammable et non explosif, mais se dissout dans l'huile et augmente donc la pression limite ; il faut attendre que la température de fonctionnement normale soit atteinte. Maintenez le lest d'air ouvert lors du pompage de tétrachlorure de carbone et d'autres solvants non inflammables. Utilisez l'huile de pompe LVO 100.
Toluène : pompage à travers le déflecteur basse température et sans lest d'air. Utilisez un gaz inerte, et non de l'air, en tant que lest d'air.
Défauts de fonctionnement lors du pompage avec lest d'air - Sources d'erreur potentielles lorsque la pression limite requise n'est pas atteinte
a) L'huile de la pompe est contaminée (notamment par des vapeurs dissoutes). Vérifiez la couleur et les propriétés. Solution : laissez la pompe fonctionner pendant une période prolongée avec le réservoir de vide isolé et la vanne de lest d'air ouverte. En cas de forte contamination, une vidange d'huile est recommandée. La pompe ne doit jamais être laissée à l'arrêt pendant une période prolongée lorsqu'elle contient de l'huile contaminée.
b) Les pièces coulissantes de la pompe sont usées ou endommagées. Dans des conditions propres, nos pompes peuvent fonctionner pendant de nombreuses années sans effort d'entretien particulier. Toutefois, lorsque la pompe a fonctionné pendant une période prolongée avec de l'huile sale, les roulements et les robinets-vannes peuvent présenter des dommages mécaniques. Il faut toujours partir de ce principe lorsque la pompe n'atteint plus la pression limite spécifiée dans le catalogue, même si l'huile a été changée. Dans ce cas, il faut envoyer la pompe en réparation ou contacter notre service clientèle.
c) L'instrument de mesure est contaminé (consultez la page dédiée à l'entretien des jauges).
Sources d'erreur potentielles lorsque la pompe ne tourne plus
- Vérifiez l'alimentation électrique de la pompe.
- La pompe est restée longtemps à l'arrêt avec de l'huile contaminée ou résineuse.
- La température de la pompe est inférieure à 10 °C et l'huile est dure. Réchauffez la pompe.
- Il y a une erreur mécanique. Veuillez contacter notre service clientèle.
Fuites d'huile au niveau de l'arbre
Si de l'huile est refoulée au niveau de l'arbre, le joint d'arbre du roulement d'entraînement doit être inspecté et éventuellement remplacé. La conception des pompes permet de remplacer facilement cette bague en suivant la notice d'instructions fournie avec l'appareil.
Principes fondamentaux de la technologie du vide
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Symboles du vide
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Glossaire des symboles couramment utilisés dans les schémas en technologie du vide pour représenter visuellement les différents systèmes de pompage, leurs types de pompes et les pièces qui les composent
Glossaire des unités
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Aperçu des unités de mesure et des symboles utilisés en technologie du vide, ainsi que des équivalents modernes des unités historiques
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