Plan API 32

Le plan 32 de l'API consiste essentiellement à injecter un fluide propre et/ou froid, provenant d'une source externe, dans la chambre d'étanchéité, afin de refroidir les faces de la garniture mécanique et d'améliorer la longévité de celle-ci.

L'injection du fluide externe se fait généralement par l'orifice du presse-étoupe FLUSH ou par l'orifice FLUSH dans la chambre d'étanchéité de la pompe.

Caractéristiques

Le plan 32 comprend un fluide externe fourni par une source externe.

Le type de plan 32 le plus simple est l'eau froide acheminée depuis la conduite principale d'une usine.

Lorsque la pression principale de l'anneau d'eau est insuffisante, le fluide externe du Plan 32 peut être pompé à partir d'un réservoir d'eau et envoyé à la pression souhaitée dans la chambre d'étanchéité. Il en va de même lorsque le fluide externe est de l'huile ou d'autres types de liquides. Cet arrangement nécessite clairement une ou plusieurs pompes externes "supplémentaires" dans le système, ce qui consomme de l'énergie et peut, en soi, être sujet à des défaillances.

Le fluide externe passe ensuite par une crépine pour éliminer les débris. Les débris contenus dans le fluide externe agiront comme un "grenaillage" sur les faces de la garniture mécanique s'ils restent sur place.

Après la crépine, un débitmètre indique le débit du fluide externe entrant dans la chambre d'étanchéité. Il est ainsi possible de calculer la quantité volumétrique de fluide délivrée dans le fluide de traitement sur une période de temps donnée.  

Une vanne à pointeau permet de régler le débit du fluide externe et d'augmenter/diminuer la pression sur le joint. Un manomètre confirme la pression du fluide externe entrant dans l'orifice de rinçage du joint.

IMPORTANT - Si l'orifice de rinçage de la garniture mécanique est plus petit que la tuyauterie, la pression du fluide externe sur les faces de la garniture sera probablement plus élevée que ce qu'indique le manomètre. Vérifier la taille réelle de l'orifice de rinçage de la garniture mécanique est un conseil de bonne pratique.

Enfin, un clapet anti-retour (NRV) ou clapet anti-retour permet d'éviter que le fluide de traitement ne pénètre dans l'anneau principal de fluide externe, dans les cas où la pression de l'anneau principal de fluide externe est interrompue/perdue.

Avantages

Le plan 32 permet de réduire le fonctionnement à sec du solin et/ou de la face d'étanchéité en raison de l'air emprisonné, en assurant un rinçage positif.

Le plan 32 permet de maintenir la marge de pression de vapeur au niveau des faces d'étanchéité, car la pression du fluide externe peut être délivrée avec précision.

S'il est correctement entretenu, du point de vue du refroidissement de la surface d'étanchéité, le plan 32 est techniquement l'un des meilleurs plans d'étanchéité simple, en supposant que la contamination par le fluide de traitement est acceptable.

Cependant, du point de vue de l'efficacité globale du système de pompage, le Plan 32 présente de nombreux inconvénients techniques, commerciaux et environnementaux. Les ingénieurs spécialisés dans les équipements rotatifs doivent être conscients de ces inconvénients et n'appliquer les systèmes Plan 32 qu'avec sagesse et prudence.

Inconvénients

Dans les applications où la dilution du fluide de traitement avec un fluide fourni de l'extérieur n'est pas acceptable, le Plan 32 ne peut pas être utilisé.

Le plan 32 utilise une énergie élevée. Dans les applications chaudes, l'injection d'un fluide externe froid dans la chambre d'étanchéité (et l'extrémité d'aspiration de la pompe) réduira en fin de compte la température du fluide de traitement. Si l'on considère l'ensemble du système, cela peut être très inefficace et coûteux, car il faut de l'énergie et de la chaleur pour amener le fluide de traitement à la température souhaitée en amont de la pompe. Cet apport de chaleur et d'énergie est gaspillé si, plus en aval, le fluide de traitement est refroidi simplement pour permettre à la garniture mécanique unique de durer plus longtemps. D'autres plans API permettent d'obtenir le même avantage pour les faces d'étanchéité SANS compromettre l'efficacité globale du système de pompage.

Dans les pompes contenant des fluides sensibles à la température, le contrôle du fluide à une température absolue est difficile avec l'injection d'un fluide externe, d'autant plus que dans certaines parties du monde, la température ambiante des fluides acheminés de l'extérieur peut varier de 20 à 30 degrés Celsius en fonction de la période de l'année (hiver/été).  

Le Plan 32 ne doit pas être utilisé en amont d'un évaporateur. En ajoutant un fluide externe "supplémentaire" au fluide de traitement, il le dilue et s'il y a un évaporateur en aval de l'application du Plan 32, la tâche de cet évaporateur est essentiellement d'éliminer le fluide. Les usines peuvent donc gaspiller d'énormes quantités d'énergie pour traiter les effets du Plan 32.

Applications

Le plan 32 est presque toujours utilisé avec des garnitures mécaniques simples. Les garnitures mécaniques simples s'appuient sur le fluide de traitement pour créer le film de fluide entre les faces d'étanchéité contrarotatives.

Le plan 32 est généralement utilisé dans les applications où les fluides de traitement contiennent des solides, des débris et/ou des contaminants. Ces contaminants peuvent affecter l'état du film fluide au niveau de la face du joint, réduisant ainsi la durée de vie du joint. Ainsi, l'injection d'un fluide externe propre améliorera le film fluide de la garniture unique et donc la durée de vie de la garniture.

Le Plan 32 est également utilisé dans les fluides de traitement polymérisants et oxydants, ou lorsque le fluide de traitement a de mauvaises propriétés lubrifiantes. On le trouve également dans certaines applications de fluides de traitement à haute température, mais, comme indiqué dans la section sur les inconvénients, le Plan 32 est souvent mal utilisé dans les applications à haute température.

Le plan 32 doit toujours utiliser un fluide externe à une pression supérieure à celle de la chambre d'étanchéité. La pression du rinçage externe doit toujours être supérieure d'au moins 2 barg (30 psig) à la pression de la chambre d'étanchéité afin de garantir un débit de rinçage de position.

La bague de gorge est nécessaire pour maintenir une pression élevée dans la chambre d'étanchéité et l'isoler du fluide pompé du côté de l'aspiration de la pompe. La douille à gorge permet de réduire la consommation de liquide de rinçage externe.

Le fluide de rinçage externe doit être compatible avec le fluide de traitement, étant donné qu'il y aura dilution du fluide de traitement.

Notes d'avertissement

1. La source de rinçage externe du Plan 32 doit être fiable et fournir un flux continu de fluide à la garniture mécanique à tout moment, en particulier pendant le démarrage et l'arrêt de l'équipement. Une défaillance du système externe, ne serait-ce que pendant quelques secondes, peut modifier de manière irréversible l'état de la face de la garniture et entraîner son usure et sa défaillance.

2. Il faut choisir avec soin le liquide de rinçage externe pour s'assurer qu'il ne se vaporise pas en pénétrant dans la chambre d'étanchéité, ce qui provoquerait un fonctionnement à sec des faces d'étanchéité, une usure rapide et une défaillance.

3. Le liquide de rinçage doit être compatible avec le liquide de traitement en raison de la contamination du produit.

4. Une dégradation du fluide de traitement peut se produire.

5. En l'absence d'une bague à gorge à faible jeu dans la chambre d'étanchéité, le plan 32 peut s'avérer très inefficace et inefficient.

6. Le coût du fluide externe, de l'anneau principal externe et des pompes associées, et/ou la dilution du fluide de traitement et le réchauffage ou l'évaporation qui s'ensuivent peuvent rendre les systèmes du Plan 32 très coûteux et peu attrayants d'un point de vue commercial.

7. Doit être utilisé avec un anneau de rinçage à orifices multiples, pour une distribution uniforme du fluide externe propre autour des faces de la garniture mécanique.

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