Pompe submersible de dragage de sable

Les pompes submersibles de dragage de sable sont conçues pour résister aux conditions difficiles rencontrées lors des opérations de dragage, où les particules abrasives entrent constamment en contact avec les composants internes de la pompe. La conception résistante à l'usure est essentielle pour maintenir l'efficacité de la pompe et prolonger sa durée de vie opérationnelle, réduisant ainsi les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.

L'un des éléments de conception clés qui contribuent à la résistance à l'usure est la turbine de la pompe. Les pompes submersibles de dragage de sable sont souvent dotées de turbines spécialement conçues avec des aubes épaisses et robustes qui peuvent résister à l'impact des particules abrasives. La géométrie de la turbine est optimisée pour maintenir un équilibre entre pompage efficace et minimisation de l'usure. Certaines conceptions intègrent des turbines encastrées, qui créent un vortex qui aide à éloigner les particules abrasives des bords de la turbine, réduisant ainsi encore l'usure.

Un autre aspect important de la conception résistante à l'usure est le boîtier de la pompe. Les surfaces internes du boîtier sont souvent conçues avec une épaisseur accrue dans les zones à forte usure. Certains fabricants utilisent des plaques d'usure ou des chemises remplaçables à l'intérieur du boîtier, ce qui permet un entretien et un remplacement faciles des composants usés sans avoir à remplacer l'ensemble de la pompe submersible de dragage de sable.

Les jeux entre les pièces rotatives et stationnaires sont également soigneusement pris en compte dans les conceptions résistantes à l'usure. Des jeux optimaux aident à minimiser l'effet de meulage des particules abrasives emprisonnées entre les composants, réduisant ainsi l'usure tout en maintenant l'efficacité du pompage.

De plus, la conception hydraulique globale de la pompe joue un rôle dans la résistance à l'usure. Des voies d'écoulement régulières et des transitions progressives entre les composants de la pompe contribuent à réduire les turbulences et les zones localisées à grande vitesse, qui peuvent contribuer à une usure accélérée.

Tableau de sélection de pompes submersibles de dragage de sable

Matériaux de haute qualité

Le choix des matériaux est crucial pour garantir la résistance à l'usure des pompes submersibles de dragage de sable. Les fabricants utilisent une variété de matériaux durables de haute qualité qui peuvent résister à la nature abrasive du fluide pompé. Ces matériaux sont sélectionnés en fonction de leur dureté, de leur ténacité et de leur résistance à l'érosion et à la corrosion.

L'un des matériaux les plus couramment utilisés dans les composants de pompe résistants à l'usure est la fonte blanche à haute teneur en chrome. Ce matériau, contenant souvent 25 à 28 % de chrome, forme des carbures durs qui offrent une excellente résistance à l'usure abrasive. La fonte blanche à haute teneur en chrome est fréquemment utilisée dans la construction de turbines, de plaques d'usure et d'autres composants qui entrent en contact direct avec la boue abrasive.

Un autre matériau souvent utilisé dans les pompes submersibles de dragage de sable est l'acier inoxydable duplex. Ce matériau offre une combinaison de résistance élevée, de bonne résistance à la corrosion et de résistance à l'usure modérée. L'acier inoxydable duplex est particulièrement utile pour les arbres de pompe et autres composants structurels qui nécessitent à la fois résistance et résistance à la corrosion.

Pour les applications extrêmement abrasives, certains fabricants utilisent des matériaux spéciaux tels que le carbure de tungstène ou les composites céramiques pour les composants d'usure critiques. Ces matériaux offrent une dureté et une résistance à l'usure exceptionnelles, bien qu'à un coût plus élevé.

La sélection des matériaux implique souvent un équilibre entre la résistance à l'usure, le coût et d'autres facteurs tels que le poids et la fabricabilité. Les matériaux avancés peuvent offrir une résistance à l'usure supérieure, mais peuvent augmenter considérablement le coût et le poids de la pompe. Les fabricants proposent généralement différentes options de matériaux pour s'adapter à diverses applications et budgets.

Surfaces durcies

En plus d'utiliser des matériaux de base résistants à l'usure, de nombreuses pompes de dragage de sable submersibles intègrent des techniques de durcissement de surface pour améliorer encore leur durabilité. Ces techniques impliquent le traitement de la surface des composants de la pompe pour augmenter leur dureté et leur résistance à l'usure sans affecter les propriétés du matériau sous-jacent.

Une méthode courante de durcissement de surface est le rechargement dur, également appelé rechargement dur ou surfaçage dur. Ce processus consiste à appliquer une couche de matériau résistant à l'usure sur la surface des composants de la pompe à l'aide de techniques de soudage. Le matériau de rechargement dur est généralement un alliage spécialement formulé qui offre une résistance à l'usure supérieure à celle du matériau de base. Les alliages de rechargement dur courants comprennent les composites de carbure de tungstène, les composites de carbure de chrome et divers alliages à base de fer.

Le rechargement dur peut être appliqué de manière sélective sur les zones à forte usure de la pompe, telles que les aubes de la turbine, la volute et la chemise d'aspiration. Cette approche ciblée permet aux fabricants d'optimiser l'équilibre entre résistance à l'usure et coût.

Une autre technique de durcissement de surface utilisée dans certaines pompes de dragage de sable submersibles est la nitruration. Ce procédé consiste à diffuser de l'azote à la surface des composants en acier à des températures élevées. La nitruration crée une couche dure et résistante à l'usure à la surface du matériau sans modifier de manière significative ses dimensions. Cette technique est particulièrement utile pour les composants qui nécessitent des tolérances précises, tels que les arbres et les roulements.

Certains fabricants utilisent également des techniques de projection thermique pour appliquer des revêtements résistants à l'usure sur les composants de la pompe. Ces revêtements, qui peuvent être fabriqués à partir de matériaux tels que le carbure de tungstène ou l'oxyde de chrome, fournissent une couche de surface extrêmement dure et durable qui peut prolonger considérablement la durée de vie des composants de la pompe.

Le choix de la technique de durcissement de surface dépend de facteurs tels que le matériau de base, les exigences d'usure spécifiques de l'application et la géométrie du composant. Souvent, une combinaison de techniques peut être utilisée pour obtenir une résistance à l'usure optimale sur différentes parties de la pompe.

Etanchéité mécanique

Le système d'étanchéité est un composant essentiel des pompes submersibles de dragage de sable, chargé d'empêcher la pénétration de particules abrasives dans les zones sensibles de la pompe, telles que les roulements et le moteur. Les joints mécaniques résistants à l'usure sont essentiels pour maintenir l'intégrité et les performances de la pompe au fil du temps.

Les pompes submersibles de dragage de sable modernes utilisent souvent plusieurs dispositifs d'étanchéité pour assurer une protection robuste contre les particules abrasives. Une configuration typique peut inclure :

1. Joint mécanique primaire : ce joint est en contact direct avec le fluide pompé et est conçu pour résister à l'environnement abrasif. Il utilise souvent des matériaux de revêtement dur tels que le carbure de silicium ou le carbure de tungstène pour les faces du joint afin d'offrir une excellente résistance à l'usure.

2. Joint mécanique secondaire : ce joint fournit une barrière supplémentaire contre toutes les particules qui pourraient passer le joint primaire. Il peut utiliser des matériaux légèrement moins résistants à l'usure car il n'est pas en contact direct avec la boue abrasive.

3. Joints labyrinthiques : il s'agit de joints sans contact qui créent un chemin tortueux pour les particules, ce qui rend difficile leur pénétration dans les zones sensibles de la pompe.

4. Systèmes de rinçage des joints : de nombreuses pompes submersibles de dragage de sable intègrent un système de rinçage à l'eau propre qui rince en continu les joints mécaniques, contribuant ainsi à les refroidir et à empêcher la pénétration de particules abrasives.

La conception du système d'étanchéité prend également en compte des facteurs tels que la déflexion de l'arbre, la dilatation thermique et les variations de pression pour garantir des performances constantes dans diverses conditions de fonctionnement. Des technologies d'étanchéité avancées, telles que les joints mécaniques équilibrés et les joints de type cartouche, sont souvent utilisées pour améliorer la fiabilité et simplifier la maintenance.