Manipulez les produits chimiques abrasifs avec le bon diaphragme de pompe

Les pompes pneumatiques à membrane sont utilisées dans de nombreuses applications nécessitant une résistance abrasive et chimique. Lorsque les deux sont nécessaires, un élastomère présentant une certaine résistance chimique, ou un diaphragme en polytétrafluoroéthylène (PTFE) avec un support en élastomère, est généralement utilisé.

Le problème avec la plupart des diaphragmes en élastomère dans les applications chimiques abrasives est qu'ils finissent par s'affaiblir sous l'effet des attaques chimiques et de l'érosion causée par les abrasifs. Cela entraîne une perte de résistance à la traction et de dureté, les rendant vulnérables à la rupture et à la désintégration dans le support.

Les diaphragmes en PTFE peuvent offrir une résistance chimique supérieure, mais une résistance à l'abrasion et une flexibilité inférieures à celles des diaphragmes en élastomère. Plusieurs facteurs influencent la résistance à l’abrasion et la flexibilité du PTFE.

La plupart des fabricants de membranes utilisent un PTFE biseauté fabriqué à partir d'un matériau conventionnel ou modifié, qui offrent tous deux une forte résistance chimique. Le PTFE conventionnel est hautement cristallin et a moins de flexibilité que le PTFE modifié. Le PTFE modifié a tendance à avoir moins de résistance à l'abrasion en raison de sa structure amorphe.

Le PTFE expansé et tendu, ou ePTFE, est fabriqué selon un procédé exclusif. L'ePTFE offre solidité et résistance à l'abrasion, tandis qu'un support en caoutchouc apporte de la flexibilité.

Des tests internes ont été effectués pour comparer les performances des membranes composites ePTFE avec celles des membranes PTFE en deux parties à support en caoutchouc (voir images 1 à 5). Il s'agissait de deux pompes identiques à double membrane (AODD) à commande pneumatique d'entrée/sortie de 1,5 pouce, à la même élévation et aux mêmes pressions d'entrée d'air, d'entrée et de sortie du fluide. L'un était équipé d'une membrane composite ePTFE et l'autre d'une membrane en deux parties avec du PTFE face au fluide et un élastomère thermoplastique face au côté air.

Le support était une suspension composée d'une partie d'abrasifs et de 70 parties d'eau. Les médias abrasifs étaient constitués de 41 à 53 pour cent de dioxyde de silicium, de 7 à 31 pour cent d'oxyde de fer, de 17 à 25 pour cent d'oxyde d'aluminium et de 3 à 15 pour cent d'oxyde de calcium avec des traces de divers matériaux inorganiques.

De nombreux utilisateurs de pompes pneumatiques à membrane rencontrent des problèmes avec les abrasifs et les produits chimiques présents dans les fluides. Ces problèmes entraînent des temps d'arrêt coûteux, des dommages aux équipements, des coûts de maintenance et de réparation et une perte de production.

Un ingénieur d'applications ou un fabricant de pompe doit être contacté lors de la sélection d'une membrane. Les diaphragmes composites ePTFE monobloc résistent aux attaques chimiques et à la désintégration physique des abrasifs pour offrir une longue durée de vie, une productivité améliorée et une plus grande sécurité. Quatre exemples montrent des entreprises résolvant des problèmes en utilisant des membranes composites ePTFE.

Delta Tech Service Inc. à Benicia, en Californie, se spécialise dans la décontamination des équipements de raffinerie de pétrole. L'entreprise conçoit et fabrique des skids qui utilisent deux pompes AODD de 3 pouces reliées au niveau des collecteurs, permettant aux utilisateurs de faire fonctionner simultanément une ou les deux pompes.

L'un des défis sur le terrain était la courte durée de vie des membranes en fluoroélastomère fournies avec les pompes. De l'éthylène propylène diène monomère (EPDM) et des diaphragmes PTFE biseautés conventionnels avec support en élastomère thermoplastique ont été utilisés, mais aucun n'a duré plus d'une période de location de 30 jours (voir images 6 et 7).

Delta Tech a ensuite essayé un premier jeu de diaphragmes composites ePTFE qui ont duré plus de 90 jours, soit plus de quatre fois la durée de vie des diaphragmes EPDM et PTFE/élastomère en deux parties. La plupart des applications de pompes de Delta Tech impliquaient de la poussière de coke, des condensats et divers agents de nettoyage chimiques, qui peuvent ramollir l'élastomère thermoplastique et déchirer le PTFE.

En passant aux membranes composites ePTFE monobloc, l'entreprise a réalisé d'importantes économies en termes de coûts de maintenance et de temps d'arrêt du système.

L’extraction des métaux d’un processus de raffinage nécessite des pompes capables de déplacer divers produits chimiques, fragments métalliques et particules de poussière. Une société américaine spécialisée dans l'extraction du zinc utilise 10 pompes AODD pour déplacer des boues d'acide sulfurique (jusqu'à 90 pour cent de concentration), d'acide chlorhydrique (jusqu'à 36 pour cent de concentration), d'acide di-(2-éthylhexyl) phosphorique ( D2EHPA), kérosène, poudre métallique et flocons métalliques. Les pompes AODD ont été utilisées en raison de leur capacité à manipuler des solides et à se déplacer vers différentes zones du processus.