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Dans la section précédente, nous avons abordé les causes de la cavitation des pompes centrifuges. Ci-dessous, Anhui Shengshi Datang introduira des mesures pour prévenir pompe centrifuge cavitation.

1. Améliorations de la conception et des matériaux

Du point de vue de la conception et des matériaux, les mesures suivantes peuvent être prises pour prévenir ou atténuer les risques de cavitation des pompes centrifuges :

A. Conception d'optimisation des écarts : Augmenter le jeu entre les pièces mobiles, notamment entre la roue et le corps de pompe, et entre la bague d'étanchéité et l'arbre, afin de réduire le risque de grippage dû à la dilatation thermique. Des études montrent qu'une augmentation du jeu standard de 15 à 20 % peut réduire considérablement le risque de grippage en cas de cavitation, avec un impact minimal sur le rendement de la pompe.

B. Sélection et traitement des matériaux :

a. Effectuer un traitement thermique de revenu sur l'arbre de la pompe pour améliorer sa dureté et sa résistance à l'usure, réduisant ainsi la déformation et l'usure pendant la cavitation.

b. Sélectionnez des matériaux à faible coefficient de dilatation thermique, tels que l’acier inoxydable ou des alliages spéciaux, pour minimiser les variations de jeu causées par la dilatation thermique.

c. Appliquez des revêtements résistants à l'usure comme un alliage dur ou utilisez des matériaux céramiques pour les pièces de friction clés telles que les bagues d'étanchéité pour améliorer la résistance à l'usure.

C. Améliorations du système d’étanchéité :

a. Utilisez des joints mécaniques qui ne dépendent pas du fluide pompé pour la lubrification, tels que des joints mécaniques lubrifiés au gaz ou des joints mécaniques doubles.

b. Configurez des systèmes de lubrification externes pour assurer la lubrification des faces d'étanchéité même lorsque la pompe est en cavitation.

c. Pour les joints d'étanchéité, utilisez une garniture autolubrifiante, telle qu'une garniture composite contenant du PTFE.

D. Optimisation du système de roulement :

a. Utilisez des roulements autolubrifiants fermés pour réduire la dépendance au refroidissement externe.

b. Ajoutez des systèmes de refroidissement indépendants pour les roulements afin de garantir que la température normale des roulements est maintenue même pendant la cavitation de la pompe.

c. Sélectionnez des roulements et des lubrifiants avec une tolérance à la température plus élevée.

E. Améliorations de la conception de la cavité de la pompe :

a. Pour des applications spéciales, concevez un espace de stockage d'eau de manière à ce que la pompe puisse maintenir un volume de liquide minimum même en cas de pénurie d'eau de courte durée.

b. Les pompes auto-amorçantes sont généralement conçues avec un volume de cavité de pompe plus grand et des dispositifs de séparation gaz-liquide spécialisés, leur permettant de mieux gérer la cavitation à court terme.

La pratique montre qu’une conception et une sélection de matériaux raisonnables peuvent réduire le risque de dommages lors de la cavitation de la pompe centrifuge de plus de 50 %, tout en prolongeant la durée de vie globale de l’équipement.

2. Application des systèmes de surveillance et de contrôle

Les technologies modernes de surveillance et de contrôle fournissent des moyens efficaces pour prévenir la cavitation des pompes centrifuges :

A. Systèmes de détection de cavitation :

a. Surveillance du débit : Installez un débitmètre à la sortie de la pompe pour déclencher automatiquement une alarme ou arrêter la pompe lorsque le débit descend en dessous d'une valeur définie.

b. Surveillance du courant : la charge du moteur diminue pendant la cavitation, ce qui entraîne une baisse significative du courant ; la cavitation peut être détectée en surveillant les changements de courant.

c. Surveillance de la pression : une chute soudaine ou une fluctuation accrue de la pression de sortie est un indicateur clé de cavitation.

d. Surveillance de la température : des augmentations anormales de température dans les joints mécaniques, les roulements ou le corps de la pompe peuvent refléter indirectement l'état de cavitation.

B. Systèmes de contrôle du niveau de liquide :

a. Installez des capteurs de niveau dans les réservoirs d’eau, les puisards et autres installations d’admission pour arrêter automatiquement la pompe lorsque le niveau descend en dessous d’une valeur sûre.

b. Pour les occasions spéciales, configurez une protection à double niveau : alarme de niveau bas et arrêt forcé de la pompe de niveau très bas.

c. Utilisez des jauges de niveau sans contact (par exemple, à ultrasons, radar) pour éviter les problèmes de blocage potentiels associés aux interrupteurs à flotteur traditionnels.

C. Systèmes de contrôle intelligents intégrés :

a. Intégrez plusieurs paramètres (débit, pression, température, niveau) dans un système PLC ou DCS pour identifier plus précisément l'état de cavitation grâce à un jugement logique.

b. Configurez deux niveaux de protection : avertissement et alarme de cavitation. Le système peut tenter d'ajuster automatiquement les conditions de fonctionnement en cas d'avertissement et forcer l'arrêt en cas d'alarme.

c. Utiliser des systèmes experts ou une technologie d’intelligence artificielle pour prédire à l’avance les risques potentiels de cavitation grâce à l’analyse des données historiques.

D. Surveillance et gestion à distance :

a. Utiliser la technologie IoT pour réaliser une surveillance à distance des stations de pompage, permettant une détection rapide des anomalies.

b. Établir des modèles de prédiction de défauts pour fournir des alertes précoces sur les risques potentiels de cavitation grâce à l’analyse des mégadonnées.

c. Mettre en place des systèmes d’enregistrement et de rapport automatiques pour consigner les modifications des paramètres de fonctionnement, fournissant ainsi une base pour l’analyse des pannes.

Les données montrent que les pompes centrifuges équipées de systèmes modernes de surveillance et de contrôle subissent plus de 85 % d'incidents de cavitation en moins que les équipements traditionnels, avec des coûts de maintenance considérablement réduits. L'intérêt de ces systèmes est particulièrement évident dans les stations de pompage sans surveillance.

3. Procédures d'exploitation et gestion de la maintenance

Les procédures d’exploitation scientifiques et la gestion de la maintenance sont des liens essentiels dans la prévention pompe centrifuge cavitation:

A. Vérifications et préparation avant le démarrage :

a. Vérifiez que les vannes de la conduite d’aspiration sont complètement ouvertes et que les filtres ne sont pas obstrués.

b. Vérifiez l’étanchéité du corps de la pompe et des canalisations pour vous assurer qu’il n’y a pas de points de fuite d’air.

c. Assurez-vous que la pompe est complètement amorcée et que l'air est complètement purgé avant le premier démarrage ou après un arrêt prolongé.

d. Faites tourner manuellement l’arbre de la pompe de plusieurs tours pour vous assurer qu’il tourne de manière flexible sans résistance anormale.

B. Procédures de démarrage et d'arrêt correctes :

a. Ouvrez d'abord la vanne d'aspiration, puis la vanne de refoulement, en évitant de démarrer avec une vanne de refoulement fermée.

b. Pour les grandes pompes, commencez avec la vanne de refoulement légèrement ouverte, puis ouvrez-la complètement une fois le fonctionnement stabilisé.

c. Lors de l'arrêt de la pompe, fermez d'abord la vanne de refoulement, puis le moteur et enfin la vanne d'aspiration pour éviter le reflux et les coups de bélier.

d. Vidangez rapidement le liquide du corps de la pompe après l’arrêt dans les régions hivernales froides pour éviter le gel.

C. Suivi et gestion pendant l'exploitation :

a. Établir un système de journal d’exploitation pour enregistrer régulièrement des paramètres tels que le débit, la pression, la température et le courant.

b. Mettre en place un système de rondes d’inspection pour détecter rapidement les bruits, vibrations ou fuites anormaux.

c. Évitez un fonctionnement prolongé à faible débit ; installez une conduite de dérivation à débit minimum si nécessaire.

d. Pour les systèmes parallèles à plusieurs pompes, assurez une répartition raisonnable de la charge entre les pompes pour éviter la surcharge ou la cavitation d'une seule pompe.

D. Entretien et inspection réguliers :

a. Nettoyez régulièrement les filtres de la conduite d’aspiration pour éviter tout colmatage.

b. Vérifiez l’état des joints mécaniques ou des joints d’étanchéité et remplacez rapidement les pièces vieillissantes ou endommagées.

c. Vérifiez régulièrement la température du roulement et l'état de lubrification, en ajoutant ou en remplaçant le lubrifiant si nécessaire.

d. Mesurez périodiquement les jeux des bagues d’étanchéité pour vous assurer qu’ils sont dans les limites autorisées.

e. Vérifiez que les tuyaux d’équilibrage et les trous d’équilibrage sont dégagés (applicable aux pompes multi-étages).

E. Formation et gestion du personnel :

a. Fournir une formation professionnelle aux opérateurs et au personnel de maintenance pour améliorer leur capacité à identifier et à gérer les pannes.

b. Formuler des systèmes de responsabilité clairs et des plans d’urgence pour garantir une réponse rapide en cas d’anomalies.

c. Établir des mécanismes de partage d’expériences pour résumer et diffuser rapidement les expériences de gestion des pannes.

La pratique prouve que des procédures d’exploitation et une gestion de la maintenance rigoureuses peuvent réduire les temps d’arrêt imprévus des pompes centrifuges de plus de 70 %, améliorant ainsi considérablement la fiabilité et la durée de vie des équipements.

4. Mesures de réponse aux situations d'urgence

Malgré diverses mesures préventives, la cavitation des pompes centrifuges peut encore se produire dans certaines circonstances. Dans de tels cas, des mesures d'urgence sont nécessaires pour minimiser les pertes :

A. Identification et arrêt rapides :

a. Si des signes de cavitation tels qu'un bruit anormal, une augmentation des vibrations ou une chute soudaine de la pression de refoulement sont détectés, la pompe doit être immédiatement arrêtée pour inspection.

b. Pour les équipements critiques, des boutons d’arrêt d’urgence peuvent être installés pour arrêter la pompe immédiatement en cas d’anomalies détectées.

c. Ne démarrez pas la pompe à plusieurs reprises avant d'avoir confirmé et éliminé la cause de la cavitation, afin d'éviter d'aggraver les dommages.

B. Mesures de refroidissement d’urgence :

a. Si le corps de la pompe est surchauffé mais qu'aucun dommage grave n'est encore survenu, des mesures de refroidissement externes peuvent être prises, comme envelopper le corps de la pompe avec des chiffons humides ou appliquer un léger refroidissement par pulvérisation d'eau (en prenant soin d'éviter les composants électriques).

b. Ne refroidissez pas immédiatement les roulements surchauffés avec de l'eau froide, afin d'éviter tout dommage dû au stress thermique.

C. Rétablissement de l’apport normal de liquide :

a. Vérifiez et éliminez les blocages dans la conduite d’admission.

b. Si le niveau de liquide est insuffisant, remplissez rapidement la source d'eau ou abaissez la hauteur d'installation de la pompe.

c. Vérifier et réparer les points de fuite d’air dans le système de canalisation.

D. Surveillance spéciale après redémarrage :

a. Lors du redémarrage de la pompe après un événement de cavitation, faites particulièrement attention à savoir si le joint fuit, si la température du roulement est normale et si les vibrations sont dans les limites autorisées.

b. Reprenez le fonctionnement normal uniquement après avoir confirmé que tous les paramètres sont normaux.

c. Il est recommandé d’augmenter temporairement la fréquence des rondes d’inspection pour assurer un fonctionnement stable de l’équipement.

E. Évaluation et réparation des dommages :

a. Les pompes qui ont subi une cavitation sévère doivent subir une inspection complète pour évaluer l’étendue des dommages.

b. Remplacez les composants endommagés si nécessaire, tels que les joints mécaniques, les bagues d’étanchéité et les roulements.

c. Inspectez la turbine et le corps de la pompe pour détecter tout dommage causé par la cavitation.

Grâce à une intervention d'urgence rapide et efficace, les pertes dues à la cavitation peuvent être minimisées. Les statistiques montrent que des mesures d'urgence raisonnables peuvent réduire le temps de récupération des équipements de plus de 50 % en situation d'urgence, tout en réduisant le risque de dommages secondaires.