Traitement des fluides corrosifs : choix des matériaux pour les pompes à rotor noyé
Jul 17, 2025
L'industrie chimique regorge de produits chimiques corrosifs et dangereux. Bien que ces fluides jouent un rôle essentiel dans ces industries, ils représentent un défi majeur pour les équipements de pompage. Plus le fluide de traitement est corrosif, plus l'usure des pièces mécaniques est importante, ce qui entraîne une maintenance plus fréquente, un coût de possession plus élevé et même des risques potentiels pour la sécurité. Par conséquent, les fabricants de pompes doivent parfaitement comprendre les caractéristiques spécifiques des fluides qu'ils manipulent afin de garantir le choix des matériaux appropriés.Tout d’abord, il faut savoir clairement quel type de fluide est manipulé.Cette question paraît simple, mais elle est souvent négligée dans les applications concrètes. Les fluides ont des propriétés corrosives très différentes (par exemple, les matériaux nécessaires au transport de l'eau sont bien moins exigeants que ceux nécessaires au transport de l'acide chlorhydrique). Deuxièmement, il est nécessaire de confirmer si le fluide contient des particules solidesCar ces particules augmenteront le taux de corrosion. Troisièmement, considérez la concentration du fluideCe paramètre a un impact significatif sur la corrosivité. Prenons l'exemple de l'acide chlorhydrique : l'acide chlorhydrique à 100 % est moins corrosif que l'acide chlorhydrique à 36 % en raison de sa vitesse de réaction plus élevée à la concentration la plus faible. Le quatrième et dernier facteur critique est la température du fluideLes variations de température peuvent modifier considérablement les vitesses de réaction dans le fluide, accélérant ainsi le processus de corrosion. Connaître ces caractéristiques et les communiquer précisément au fabricant permet aux utilisateurs d'obtenir une pompe à rotor noyé adaptée à leurs conditions spécifiques, tout en évitant des investissements matériels inutiles. Le tableau 1 présente trois exemples couvrant la plage potentielle de corrosivité. Peu corrosifCorrosifTrès corrosifFluideEauAcide chlorhydrique anhydreAcide chlorhydriqueTempératureTempérature normale (75°F)Normal : -14 °F, Fonctionnement : 100 °F200°FConcentration100%100%36%Particules solidesContientContientContientTableau 1 : Exemples de plages de corrosion potentielles Une fois les paramètres ci-dessus déterminés, l'utilisateur final peut fournir les informations à l' fabricant de pompes, qui peut ensuite effectuer les sélections de matériaux clés. Le choix des composants de la partie humide est particulièrement crucial. On appelle « partie humide » les pièces en contact direct avec le fluide de procédé. Certains composants de la partie humide se corrodent plus rapidement que d'autres, en fonction du débit du fluide auquel ils sont soumis (par exemple, la roue, qui transmet l'énergie de rotation au fluide, a généralement un débit plus élevé que des pièces telles que les roulements ou les rotors). Par conséquent, le choix des matériaux de la partie humide est le plus complexe et doit être ajusté en fonction de la corrosivité réelle du fluide de procédé.Une autre décision importante que le fabricant de pompes doit prendre est le choix du matériau du réservoir. Le réservoir est le principal composant sous pression contenant le fluide de traitement et doit être suffisamment résistant pour supporter la pression de service tout en permettant la transmission du champ électromagnétique du stator au rotor. Ce champ électromagnétique est généré par le stator et entraîne le rotor en rotation, ce qui est la base du fonctionnement de tous les moteurs à induction. Par conséquent, l'alliage nickel-chrome-molybdène (également appelé alliage C-276) est devenu le matériau de choix pour le réservoir en raison de son excellente résistance mécanique et à la corrosion. Bien que ce matériau soit essentiel, la plupart des pompes à rotor noyé étant fabriquées dans ce matériau, le choix des matériaux est relativement uniforme et moins restrictif.Maintenant que nous avons identifié les informations fluides que l’utilisateur final doit fournir et pourquoi elles sont nécessaires, nous pouvons analyser des cas d’application réels spécifiques à l’aide des trois situations fluides du tableau 1.Le premier exemple est l'eau sans particules solides à température ambiante (75°F)Ce fluide est extrêmement non corrosif et offre un large choix de matériaux pour la partie humide. Le matériau le plus courant pour pompes à moteur à rotor noyé L'acier inoxydable 304 est un matériau métallique économique et durable. Certains fabricants recommandent même l'utilisation de matières plastiques comme le caoutchouc nitrile ou le polypropylène. Comme mentionné précédemment, le corps du réservoir est généralement en alliage C-276, qui est également la configuration standard de la plupart des pompes à rotor noyé. Le deuxième exemple est l'acide chlorhydrique 100 % anhydre, qui a une large plage de températures de fonctionnement (-18°F~68°F)Bien que l'acide chlorhydrique soit lui-même très corrosif, sa corrosivité globale est relativement faible en raison de sa concentration extrêmement élevée et de sa basse température. Par conséquent, le choix de l'acier inoxydable 316 permet de réduire efficacement le risque de corrosion dans ces conditions.Le liquide le plus corrosif mentionné dans le tableau 1 est l'acide chlorhydrique à une concentration de 37 % à 93 °C. Cette condition combine les facteurs de température élevée et de faible concentration qui aggravent la corrosion, ce qui représente un défi majeur pour le matériau. Pour la plupart des alliages, l'acide chlorhydrique à haute température non seulement accélère la corrosion du métal, mais induit également une corrosion secondaire du métal par l'eau.Dans des conditions aussi extrêmes, il est difficile de trouver un matériau métallique standard capable de répondre aux exigences de protection contre la corrosion. C'est pourquoi les fabricants choisissent souvent des matériaux spéciaux, tels que des blindages, offrant une excellente résistance à la corrosion. De plus, afin de protéger les composants du moteur, un système de circulation d'eau propre est utilisé pour éviter d'endommager le réservoir C-276 et les matériaux des paliers. Bien que ces applications impliquent des coûts de matériaux plus élevés, elles constituent des investissements nécessaires pour garantir la stabilité et la sécurité à long terme de la pompe.Le choix des matériaux peut paraître complexe, mais il s'agit en réalité d'une étape clé pour optimiser les performances d'une pompe. Pour l'utilisateur final, bien que la tâche paraisse simple, elle est cruciale. Une compréhension approfondie des exigences de votre application et une communication étroite avec le fabricant de la pompe sont les premières étapes d'une sélection réussie. Si cette étape n'est pas réalisée correctement, ce qui fausse les informations sur les propriétés du fluide, la conception de la pompe entière sera biaisée. En tant que fabricant de pompes, il est nécessaire non seulement de bien comprendre l'environnement d'application réel de l'utilisateur, mais aussi de bien comprendre l'interaction entre ces conditions et les matériaux existants. L'essentiel est de s'assurer que les matériaux sélectionnés peuvent supporter les conditions de fonctionnement les plus difficiles tout en tenant compte de la conception économique.
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