Vannes à manchon pour conditions extrêmes dans l'eau et les eaux usées

Les vannes à manchon gagnent en popularité dans l'eau et les eaux usées en raison de leur facilité d'utilisation, de leur faible besoin d'entretien et de leur facilité de réparation. Lorsqu'ils sont en position ouverte, il n'y a pas de poches ou de cavités dans lesquelles le matériau pourrait s'accumuler et causer des problèmes de fonctionnement. Les vannes à pincement sont à 100 % à passage intégral et offrent une fermeture 100 % étanche aux bulles. Ils sont souvent utilisés pour le contrôle des influents, le dessablage, les boues, les eaux usées brutes, l'hypochlorite de sodium, l'écume, l'ajout de chaux, le gaz de digestion, l'alun, le chlorure ferrique et d'autres applications.

La sélection d'un équipement historique n'est pas toujours dans le meilleur intérêt de l'utilisateur. Depuis de nombreuses années, les vannes à boisseau sont utilisées dans l'eau et les eaux usées. Ils sont une denrée connue de nombreuses usines. Les vannes à boisseau sont fiables, mais si une usine ne dispose pas de la main-d'œuvre nécessaire pour faire fonctionner périodiquement les vannes, cela peut entraîner des vannes inutilisables, des réparations ou des remplacements. Une vanne à boisseau qui a été fermée pendant six mois peut éventuellement devenir un problème. Les vannes à boisseau ont une cavité autour du boisseau qui se remplit lentement de matériau pendant le fonctionnement normal et peut devenir plus difficile à utiliser. Enfin, même les vannes à boisseau à passage intégral ne sont pas à passage intégral à 100 % et ont des coefficients de débit réduits par rapport aux autres types de vannes.

La Chester Water Authority en Pennsylvanie a sélectionné des vannes à manchon pour l'isolation de la chaux dans son usine de traitement des eaux. La chaux est une substance largement utilisée dans l'industrie municipale de l'eau et des eaux usées. La chaux est difficile à gérer dans les systèmes de tuyauterie de procédé en raison de sa nature entartrante, de sorte que les vannes et les équipements associés dans le service de boue de chaux doivent être sélectionnés avec soin pour éviter les défaillances fréquentes de ces vannes et équipements. La chaux peut être utilisée sous forme sèche ou transformée en bouillie. Les ingénieurs et les techniciens de maintenance sont souvent confrontés à un processus d'essais et d'erreurs long et potentiellement coûteux pour trouver le meilleur équipement pour gérer la chaux.

Le calcaire est extrait d'une carrière sous forme de carbonate de calcium (CaCO3). Il est ensuite broyé et introduit dans un four à environ 2 000 F. Le dioxyde de carbone est brûlé (appelé calcination) pour fabriquer de l'oxyde de calcium (CaO). Il est utilisé dans de nombreux processus industriels tels que le nettoyage des gaz de combustion, le contrôle du pH, l'extraction du calcium dans la fabrication pharmaceutique et plus encore, mais son utilisation la plus courante est le contrôle du pH.

La chaux est difficile pour de nombreux types d'équipements car elle ne se dissout pas mais est plutôt en suspension dans la solution. Les particules de chaux sont également irrégulières. Toutes les fissures, crevasses ou zones vides deviennent des points naturels de collecte ou de sédimentation pour les particules de chaux. Ces particules se déposent dans cette zone puis se solidifient pour créer un tartre lourd. S'il s'avère que ces zones sont des pièces mobiles d'une vanne ou d'une pompe, elles peuvent ne plus être libres de se déplacer. Des bourrages d'équipement constants se produisent généralement avec de la chaux ainsi que des tartres de chaux à l'intérieur de la tuyauterie, qui rétrécissent de plus en plus à mesure que le tartre augmente. Les sièges de soupape et les paliers de pompe seront probablement affectés par cette accumulation de tartre.

L'équipement de traitement sélectionné pour être utilisé dans le coulis de chaux doit être aussi exempt que possible de zones vides ou de points de collecte. Les produits doivent également avoir la capacité de s'auto-nettoyer en cas d'accumulation de calcaire. Une boucle de contrôle et une station de pompage typiques de la boue de chaux peuvent représenter une forte baisse des coûts de maintenance si les mauvais produits sont sélectionnés. Le port complet est une excellente idée en suspension de chaux. Même une petite fissure ou crevasse peut entraîner d'innombrables heures d'entretien et d'immobilisation. Pour toutes les raisons ci-dessus, les vannes à manchon fonctionnent sans problème à la Chester Water Authority depuis plus de 10 ans. Les vannes à manchon utilisées étaient également constituées de corps en polyamide. Ainsi, une vanne à manchon de 2 pouces en polyamide ne pèse que 17 livres (lbs) et est facile à utiliser et à installer.

La capacité d'une vanne à manchon à se fermer à 100 % sans tracas ni entretien est un avantage par rapport à de nombreuses autres vannes. L'usine de traitement des eaux usées de Deer Island dans le Massachusetts utilise des vannes à manchons avec des manchons en caoutchouc Hypalon dans le service d'hypochlorite de sodium depuis plus de 20 ans sans temps d'arrêt ni besoin de réparation. Des résultats similaires dans la même installation ont été obtenus lors du dessablage sans aucune réparation.

Une vanne à manchon de haute qualité peut fournir des décennies sans entretien et un fonctionnement sans problème. Les vannes à manchon manuelles de l'image 3 ont un mécanisme à vis entièrement contenu pour la fermeture. Cette zone fermée est remplie de graisse avant de quitter l'usine. Remarquez le graisseur sur le dessus du volant où de la graisse peut être ajoutée si nécessaire. Cette vanne peut rester en position ouverte ou fermée pendant cinq ans ou plus et elle sera aussi facile à ouvrir et à fermer que le jour de son arrivée à l'usine.

Les vannes à manchon commencent généralement à un pouce. Un projet en Floride qui a été attribué et sera expédié en 2022 utilisera une vanne à manchon de 54 pouces avec un opérateur de moteur électrique pour le contrôle de l'influent.

Pompes pour le traitement de l'eau et des eaux usées

Il existe de nombreux types et styles de pompes utilisées dans l'eau et les eaux usées. Les pompes péristaltiques sont un type qui a gagné en popularité. La principale application des pompes péristaltiques est la distribution d'hypochlorite de sodium pour la désinfection, mais elles sont également utilisées pour pomper de la chaux, du chlorure ferrique, de l'alun et d'autres produits chimiques. Ils sont populaires parce qu'ils ont, comme les vannes à manchon, une pièce de rechange principale qui est un morceau de tube en caoutchouc ou en polymère. Ils sont relativement rapides et faciles à réparer. Lorsqu'il s'agit de produits chimiques agressifs, ils sont souvent choisis parce que le tuyau en caoutchouc ou les tubes en polymère sont les seuls composants qui entrent en contact avec le fluide. Les pompes péristaltiques ont également d'autres caractéristiques qui sont souhaitables dans certains cas. Les pompes péristaltiques peuvent fonctionner à sec sans endommager la pompe, peuvent effectuer des fonctions de levage d'aspiration, sont entièrement réversibles et ont un faible cisaillement. Le premier facteur déterminant sur la durée de vie des tubes ou des tuyaux est le nombre de fois que le tuyau ou le tube en caoutchouc est comprimé. Pour cette raison, le meilleur candidat potentiel sera un style qui utilise un seul rouleau qui comprime le tuyau en caoutchouc une fois par tour de 360 ​​degrés. Les pompes péristaltiques qui compriment le tuyau en caoutchouc deux fois ou plus auront une durée de vie plus courte et des coûts de maintenance plus élevés. Le deuxième facteur déterminant qui affecte la durée de vie du tuyau est la quantité de chaleur générée lors du processus de compression. Si la pompe utilise des sabots métalliques qui frottent contre le tuyau, alors ils génèrent beaucoup de chaleur et nécessitent beaucoup de glycérine pour la dissiper. Une conception à rouleau unique surpassera ces pompes conçues à deux patins dans presque toutes les applications.

Une alternative aux pompes péristaltiques est les pompes à vis excentrée. L'industrie des eaux usées est un grand utilisateur de pompes à vis excentrée pour le pompage des écumes ainsi que des boues primaires et secondaires. Deer Island a utilisé un certain nombre de ces pompes pour les boues. L'installation était confrontée à des réparations et des remplacements réguliers du rotor et du stator. Toutes les huit semaines environ, les ingénieurs devaient remplacer les deux sur plusieurs pompes à un coût considérable.

L'installation a embauché un entrepreneur en ingénierie, approvisionnement et construction (EPC) pour aider à améliorer la situation. L'EPC a sélectionné une pompe dotée d'un stator en nitrile spécialement composé et d'un rotor à revêtement dur. Le résultat a été que la durée de vie du stator est passée de huit semaines à six mois. La durée de vie du rotor est passée de huit semaines à un an et demi. Le résultat a été des millions de dollars d'économies sur cinq ans sur six pompes à vis excentrée. Les nouvelles pompes fonctionnaient constamment à des rotations par minute (tr/min) inférieures tout en produisant des débits plus élevés que ce qui était en place auparavant.

Les firmes d'ingénierie qui apportent de nouvelles technologies et sont ouvertes aux nouveaux produits sont une vraie trouvaille. Les nouvelles technologies apportent des solutions à moindre coût qui surpassent les produits traditionnels utilisés aujourd'hui. Si les utilisateurs souhaitent disposer d'une installation de pointe avec des performances supérieures et des coûts d'exploitation réduits, ils doivent s'impliquer et faire pression pour l'équipement qu'ils souhaitent voir installé dans l'usine.

Todd Loudin est le responsable de Flowrox Business chez Valmet Flow Control.