04-Techno Pompes centrifuges.pdf

2007 ENSPM Formation Industrie - IFP Training

MT POM - 00861_B_F - Rév. 5 29/05/2007

Raffinage-Pétrochimie-Chimie-Ingénierie———

Perfectionnement Technique Maîtrise

Module 2 : ÉCOULEMENT DE POMPAGE DES FLUIDES

TECHNOLOGIE DES POMPES CENTRIFUGES

I - PRÉSENTATION D’UNE POMPE CENTRIFUGE .................................................................... 1

1 - Présentation extérieure ................................................................................................................ 12 - Description d’une pompe monocellulaire...................................................................................... 2

II - ÉLÉMENTS MÉCANIQUES ...................................................................................................... 3

1 - Accouplement entre la pompe et la machine motrice .................................................................. 32 - Paliers et butées - Lubrification .................................................................................................... 63 - Ensemble assurant la fonction étanchéité .................................................................................. 124 - Normalisation des pompes centrifuges ...................................................................................... 19

III - PRINCIPAUX TYPES DE POMPES CENTRIFUGES ............................................................. 20

1 - Pompes process à aspiration axiale........................................................................................... 202 - Pompes process à tubulures verticales et parallèles dites “Top Top” ........................................ 203 - Pompes “in-line” ......................................................................................................................... 214 - Pompes multicellulaires horizontales ......................................................................................... 215 - Pompes verticales ...................................................................................................................... 226 - Planches de diverses pompes ................................................................................................... 22

00861_B_F © 2007 ENSPM Formation Industrie - IFP Training

1

I - PRÉSENTATION D’UNE POMPE CENTRIFUGE

1 - PRÉSENTATION EXTÉRIEURE

Le schéma ci-dessous montre de manière schématique l'environnement d'une pompe centrifugemonocellulaire en porte à faux entraînée par un moteur électrique.

D T

309

B

depuis pipe rack

Manomètre

Ligne d'évent

Réduction excentrée

Égout eau huileuse

Ligne d'aspiration

Filtre

Vanne desectionnement

aspirationvers pipe rack

Ligne de refoulement

Vanne de sectionnementrefoulement

Divergent

Clapet anti-retour

ContacteurmoteurManomètre

VolutePatte d'appui

Béquille

Pompe Accouplement

Groupe de pompage

Moteurélectrique

Châssis

Purge du larmierLigne de purge

Il s'agit d'une pompe “process” à aspiration axiale (AA), type de pompe très couramment utilisé,rencontré très couramment dans les pomperies des services mouvements des raffineries ou desdépôts pétroliers et sur les circuits d'eau.

a - Description de la pompe représentée ci-dessus

La tubulure d'aspiration est horizontale et de même axe que l'axe de rotation de la pompe. Latubulure de refoulement est d'axe vertical et se trouve dans le plan de la volute.

La pompe repose par l'intermédiaire de pattes d'appuis sur deux socles, eux-mêmes solidaire duchâssis. Le plan de supportage sur les socles passe par l'axe de la pompe. Cette disposition permetde conserver à chaud, l'alignement obtenu à froid entre pompe et moteur électrique. Elle estpréconisée par l'API (American Petroleum Institut) pour les produits chauds et inflammables.

Il est prévu par ailleurs à l'arrière de la pompe, sous le corps de palier, une béquille permettant la libredilatation axiale de la machine.


2

2 - DESCRIPTION D’UNE POMPE MONOCELLULAIRE

• Corps de pompe-volute-roue

Une pompe centrifuge communique au liquide qui la traverse, l’énergie permettant d’assurer le débitcompte tenu du circuit sur lequel elle est placée. Cette énergie est créée dans la partie principale de lapompe : roue ou impulseur et volute.

La roue est montée sur un arbre entraîné par une machine motrice (moteur électrique principalementou turbine à vapeur).

Le corps de pompe reçoit les tubulures d’aspiration et de refoulement. Il comprend la volute qui estun canal ouvert à section croissante.

Des bagues d’étanchéité limitent le retour (fuite interne) du liquide sous pression, qui se trouve dansla volute, vers l’aspiration.

• Corps de garniture - Garniture

Le liquide se trouvant à l’intérieur de la pompe est toujours une pression différente de la pressionatmosphérique il a donc toujours tendance à créer une fuite vers l’extérieur s’il est à une pressionsupérieure à la pression atmosphérique ou à autoriser une pénétration de l’air dans le cas d’unepression inférieure à la pression atmosphérique si un système d’étanchéité n’était pas installé à lasortie de l’arbre, du corps de pompe.

Un ensemble de tresses monté dans un presse-étoupe a longtemps été la solution utilisée à cette fin.Actuellement les garnitures mécaniques sont installées sur presque toutes les pompes et sur laplupart des produits.

Selon le produit véhiculé et les fuites tolérables, ce système de garniture peut être plus ou moinscomplexe : arrosage, quench, liquide ou gaz de barrage, garnitures simple ou double, etc.

• Corps de palier

La rotation de l’arbre est produite par la machine d’entraînement. Le guidage en rotation estgénéralement assuré par des roulements. Le corps de palier, qui reçoit les roulements, est conçu pourpermettre leur lubrification et éventuellement leur refroidissement ainsi que celui de l’huile.

Joint de corps

Corps de palierRoulements

Roulement

Anneau de lubrification

Labyrinthesd'étanchéitéArbre

Garnituremécanique

Chemise degarnitureCorps de garniture

Bouchon de purge

Bagues d'étanchéitéavant

Bagues d'étanchéitéarrière

Corps depompe

Impulseur

Doublevolute

Refoulement

Aspiration

D T

424

B

Pompe centrifuge monocellulaire (en porte à faux)


3

II - ÉLÉMENTS MÉCANIQUES

1 - ACCOUPLEMENT ENTRE LA POMPE ET LA MACHINE MOTRICE

Un accouplement permet de relier les arbres de deux machines. Il doit pouvoir assurer la transmissionde la puissance, à la vitesse de rotation des machines et doit avoir une bonne fiabilité.

L’accouplement lorsqu’il est équipé d’une pièce d’espacement peut permettre d’enlever le “mobile” dela pompe sans déplacer le corps de pompe et le moteur.

a

L > a + b

b

Accouplement avecpièce intermédiaire

Moteur

Roue

MassifChassis

Corps de garniture

Corps de palierCorps de pompe

Tuyauterie de refoulement

Tuyauterie d'aspiration

D T

1032

B

Les axes des arbres des différentes machines formant la “ligne d’arbre” doivent être alignées avec unebonne précision (de l’ordre de 0,05 mm) pour éviter une réduction de la durée de vie de l’ensembledes machines, due à des surcharges ou à des forces cycliques.

Les changements de température et d’efforts pendant le fonctionnement modifient en permanence cetalignement. Il est donc indispensable de relier les arbres au moyen d’un accouplement pouvantaccepter de légers défauts d’alignement des axes de rotation.


4

Il est utilisé, pour cela, divers types d’accouplements dits flexibles. Les plus courants sont lesaccouplements :

- à doigts- de type “pneu”- à ressort- à dentures- à lamelles

• Accouplements à doigts

• faible puissance et jusqu’à3000 tr/min

• forte puissance et bassevitesse

• simple, bon marché

• Accouplements type “pneu”

D T

336

A

• simple à monter

• difficile à aligner

• même application que ci-dessus


5

• Accouplements à ressort

Origine Flexacier D T

337

A

• très résistant

• faible vieillissement

• bien adapté aux vitesses etpu issance de pompescentrifuges (jusqu’à 200 kW)

• nécessite un graissage (1 à 2fois par an).

• Accouplements à denturesD

T 33

8 A

Origine FLEXIDENT

• très résistant

• adapté aux grandes vitesses etfortes puissances

• montage délicat

• doit être lubrifié (en continu) ougraissé (1 à 2 fois par an)

• Accouplements à lamelles

• accepte les vitesses élevées

• pas d’usure mais fatigue sidésalignement trop important

• montage aisé

• fonctionnement à sec

• coût relativement élevé


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2 - PALIERS ET BUTÉES - LUBRIFICATION

Pour permettre sa rotation dans un corps de machine, le rotor doit être supporté par des paliers. Cespaliers encaissent outre le poids du rotor, les efforts radiaux provenant de la transmission, la chargedue à l’effet de la pression sur les roues et les forces liées à des défauts mécaniques (balourd parexemple).

La pression du liquide sur les surfaces des pièces en mouvement, notamment les impulseurs, génèredes forces que les paliers et la butée doivent reprendre. Ces forces sont très liées aux conditionsd’exploitation. Elles sont souvent plus grandes à bas débit qu’à la valeur nominale.

La disposition des paliers dépend de la conception de la machine. La solution “porte à faux” estéconomiquement intéressante mais charge particulièrement le palier intérieur. Cette conception setrouve appliquée sur les machines courantes, mais toujours équipées de paliers à roulement.

Emplacement des roulements

Aspiration

Corps de palier

Butée

Refoulement

ButéeRésultante

Force radiale

Résultante sur palier arriére

Roue

Paliers

Roue en porte à faux

Disposition de roue en porte à faux D T

512

B

La solution “doubles paliers indépendants” est indispensable pour les machines multicellulaires etpour des machines à une roue lorsqu’on désire une bonne fiabilité avec des exigences d’exploitationimportantes quelques fois désignées par “service sévère” : pompes chaudes, grosses machines(> 200 kW).

Butée

Roue

Paliers

Roue entre deux paliers Machine multicellulaire

D T

512

B

ButéePaliers

Disposition de roue entre paliers


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a - Paliers et butées à roulement

Les roulements sont des équipements relativement bon marché, faciles à installer et à changer. Leurutilisation est cependant limitée à des vitesses de rotation de 3000 à 4000 tr/min au maximum et nesont donc pas adaptés aux grosses machines, à vitesse de rotation élevée.

Sur les machines industrielles, la durée de vie souhaitée des roulements est de 3 à 5 ans de marchecontinue.

Les roulements rencontrés le plus couramment dans les machines tournantes en pétrochimie sont lessuivants.

D T

543

C

Roulement à billes à gorge profondepour palier et butée

D T

515

B

Roulement à rouleaux cylindriquespour palier seulement

D T

544

C

Roulement à contact oblique(utilisé par paire) pour palier et butée

D T

546

C

Roulement à 2 rangées de billes à conctact oblique


8

Des roulements permettant le pivotement sont utilisés dans des cas où il est difficile de garantir lacoaxialité précise des deux paliers, particulièrement lorsque ceux-ci sont éloignés et qu’ils ne sont pasmontés rigidement sur un même châssis. (grosses pompes à basse vitesse).

D T

547

C

Roulement à rotule à billes pour palier

D T

548

C

Roulement à rotule à rouleauxpour palier et butée

b - Paliers et butées à coussinet et à patins

Dans le cas où les roulements ne peuvent plus être utilisés, les machines sont équipées de paliers àfilm d’huile, qui sépare l’arbre tournant et le palier fixe. En principe, il n’y a plus de contact entre lessurfaces et donc pratiquement plus d’usure, ce qui laisse espérer une plus grande durée de vie.

Cette séparation par un film d’huile ne peut se faire que si une vitesse minimale de rotation existeentre les surfaces. Lors du démarrage alors que le contact entre les surfaces est inévitable, laprévention de l’usure des surfaces se fait grâce à un revêtement antifriction (régule, métal blanc,bronze, …) déposé sur un support interchangeable appelé coussinet.

Le coussinet peut être en une seule partie, en deux parties afin de faciliter le montage ou composésd’éléments indépendants appelés patins.

Ce type d’équipement doit être toujours bien lubrifié, car :

- la rupture du film entraîne immédiatement la panne

- l’échauffement du palier en marche normale doit être limitée à environ 50-60°C


9

• Paliers

Zone de charge séparation par

film d'huile

Jeu entre l'arbre et le palier(très exagéré)

Coussinet

Film d'huile

Palier à coussinet D T

724

D

• Butées

Lorsque les butées à billes ne peuvent être utilisées pour des questions de charge, les pompes sontalors équipées de butée hydrodynamique.

La plupart des butées sont constituées de patins, ce qui donne une bonne capacité de charge axiale.Une butée simple est représentée ci-dessous (butée “Mitchell”).

D T

721

A

PatinCollet de butée

Arbre

Butée à patins (Mitchell)


10

c - Équipements de lubrification

Pour assurer le fonctionnement des paliers, la lubrification des pièces en contact (billes sur bagues,arbre sur palier, …) est essentielle. Elle est assurée par un système de lubrification à l’huile ou à lagraisse.

La lubrification à l’huile a également pour rôle d’évacuer la chaleur créée par le frottement du palierou/et apportée par la machine (convection par l’arbre, rayonnement sur le palier). Cet aspectd’évacuation de chaleur peut être complète par un refroidissement du palier par ventilation ou parcirculation d’eau de refroidissement. La température maximale acceptable pour éviter une dégradationdu lubrifiant est de l’ordre de 70-80°C.

Dans le cas des roulements, la quantité d’huile nécessaire pour assurer la lubrification est très faible.La graisse peut satisfaire un tel fonctionnement si la charge sur les roulements reste faible et qu’il n’y apas d’apport de chaleur.

D T

725

A

Entrée de la graisse

Flasque extérieure

Sortie de la graisse

Système de graissage d'un roulement(moteur électrique)

Couvercle

RoulementChicanes

Ressort de charge

Dans le cas de roulements chargés, de paliers à coussinets ou sur des machines chaudes, l’apport dechaleur est tel qu’il faut l’évacuer en faisant circuler de l’huile. Cette circulation peut être assurée parun système interne (bague ou disque montés sur l’arbre) et être associé à un système derefroidissement du palier. Si le débit doit être encore plus important il faut prévoir un équipement decirculation forcée avec réservoir indépendant du palier, pompe de circulation, échangeur, etc.


11

D T

516

A

Palier - butée

Huile

Niveaud'huile

D T

055

B

Système à bain d’huile

Bagues de projection

D T

518

A

Huile

Bagues de lubrification

D T

519

A

Palier à coussinet lisseéquipé de bagues de lubrification

Systèmes de lubrification autonome

Niveaudans le palier

Réservoir à niveau constant

Niveau maximum

D T

056

B

Contrôle du niveau dans le système à bain d’huileet à circulation autonome par réservoir à niveau constant

D T

723

A

Échangeur

Soupape desécurité de

pressionFiltre

ButéePalier

Caisse à huile

Crépine

Retour d'huile

Équipement pour circulation forcée


12

3 - ENSEMBLE ASSURANT LA FONCTION ÉTANCHÉITÉ

a - Rôle du dispositif d’étanchéité

Le schéma ci-dessous montre, dans le cas simple d’une pompe monocellulaire dont la roue est enporte à faux, la position de la garniture d’étanchéité qui doit réduire autant que possible les fuitessusceptibles de se produire le long de l’arbre.

Arbre

Roue

Corps de palier

Fuite possible à étancher

Corps de garniture

Garniture d'étanchéité

Corps de pompe

Liquide sous pression

D T

1298

A

La réduction ou l’annulation des fuites éventuelles de liquide vers l’atmosphère est justifiée pour desraisons évidentes de sécurité (inflammabilité, toxicité) de propreté et de qualité de fonctionnementde la pompe et des organes qui lui sont associés.

Dans la pratique industrielle il existe deux grandes familles de garnitures d’étanchéité ; la premièreutilise des tresses déformables, on parle alors de garniture à tresses, la seconde réalise uneétanchéité par contact entre deux pièces rigides, il s’agit de garnitures mécaniques.

Les garnitures mécaniques sont maintenant, de beaucoup, les plus utilisées. Les garnitures à tressesgardent toutefois quelques avantages sur des services particuliers.


13

b - Garnitures à tresses

Le schéma ci-dessous représente le principe de fonctionnement d’une garniture à tresses encoreappelée presse-étoupe.

Clavettes (T)

Roue (T)

Bague de fond (F)

Anneaux (ou tresses) (F)

Corps de garniture (F)

Fouloir (F)

Goujons de serrage (F)

Lanterne d'arrosage (F)

Conduite d'arrosage (F)

(F) Piéces fixes

(T) Piéces tournantes

Chemise d'arbre (T)

D T

1173

A

L’ensemble se compose essentiellement :

- des tresses ou anneaux qui frottent sur l’arbre et réalisent ainsi l’étanchéité le long de lapartie mobile. Il est à noter une seconde étanchéité sur la partie fixe du corps de garniture

- du fouloir ou chapeau qui permet de comprimer les tresses grâce aux goujons de serrage

- de la lanterne d’arrosage par laquelle on injecte un liquide de refroidissement et delubrification de la garniture

- du corps de garniture ou boîte à garniture, qui maintient l’ensemble du système

Le fouloir exerce, sur les anneaux, une force de compression parallèle à l’axe de la pompe quiprovoque une expansion des anneaux à la fois vers l’arbre et vers le corps de garniture, comme celaest représenté sur le schéma ci-après.

Les anneaux ainsi écrasés s’opposent à la fuite de liquide grâce au contact obtenu aussi bien entrel’arbre et les anneaux qu’entre ceux-ci et le corps de la garniture.

Parallèlement, le frottement de l’arbre et des tresses, outre l’usure progressive qu’il provoque, conduità un dégagement de chaleur important qu’il est nécessaire d’éliminer pour avoir une bonne tenue de lagarniture. Cela exige une circulation de liquide entre l’arbre et les anneaux qui est obtenue parl’injection d’un liquide d’arrosage ou flushing.


14

Celui-ci est introduit par la lanterne et fuit, comme le montre le schéma ci-dessous, dans deuxdirections :

Anneaux intérieurs Anneaux extérieurs

Fouloir

LanterneArrosage

ArbreLiquide àétancher

Corps de garniture

21

D T

1174

B

- la fuite repérée ➀ se dirige vers l’intérieur de la pompe ; elle refroidit et lubrifie les anneauxintérieurs

- la fuite ➁ se produit vers l’extérieur en lubrifiant et refroidissant les anneaux situés entre lalanterne et le fouloir

Cette seconde fuite doit être faible (5 à 10 gouttes à la minute par exemple) mais elle ne peut êtrenulle car cela signifierait un arrosage insuffisant qui conduirait à une destruction rapide des anneauxextérieurs et de l’arbre. Ce besoin est accru par le fait que les anneaux extérieurs sont plus fortementcomprimés que les anneaux intérieurs.

Les garnitures à tresses présentent l’inconvénient d’une fuite permanente, qui n’est d’ailleurs pasgênante s’il s’agit d’eau, mais elles ont l’avantage de pouvoir fonctionner dans des conditions difficileset de ne perdre leur efficacité que très progressivement.

Les anneaux et à moindre degré l’arbre ou la chemise d’arbre, subissent en effet une usure au coursdu temps qui conduit à un accroissement de la fuite.

Celle-ci est compensée par une intervention consistant à resserrer les boulons du fouloir pourmaintenir la fuite à un niveau acceptable.

Les resserrages successifs aboutissent toutefois quand l’usure est devenue trop importante, à lanécessité de remplacer les anneaux.

La bonne opération de ce type de garniture exige un bon arrosage des tresses et donc une fuitepermanente que l’on doit surveiller attentivement.


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c - Les garnitures mécaniques

Dans une garniture mécanique, l’étanchéité est réalisée grâce à la création d’un film liquide entre deuxfaces, l’une fixe appelée le grain, l’autre en rotation appelée la coupelle. L’interface ainsi réalisé,crée un film liquide de barrage dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation.

Corps de garniture (F)

Arbre (T)

Ressort (T)

Coupelle (T)

Joint de coupelle (T)Film de liquide

Grain (F)

Joint de grain (F)

Ergot d'immobilisation du grain (F)

Chapeau (F)Joint de chapeau (F)

Liquide d'arrosage (flushing)

D T

523

A

La pression d’appui des deux faces l’une sur l’autre, est réalisée par l’action de la pression du liquideet par la compression du dispositif ressort.

Des étanchéités secondaires sont indispensables à la fiabilité :

- étanchéité statique entre la bague fixe et le chapeau

- étanchéité secondaire dynamique (joint pseudo-statique) entre la bague tournante etl’arbre. Cette étanchéité doit permettre la compensation des défauts géométriques, ainsique des micro-déplacements

L’environnement de la garniture mécanique nécessite un certain nombre de circulations auxiliaires afinde pouvoir garantir principalement des fonctions de refroidissement et de sécurité. Ces principauxcircuits sont les suivants.

• La circulation ou flushing

Chambre de réfrigérationdu corps de garniture

Corps de garniture

Circulation de liquided'arrosage

Chemise

Chapeau

Ergot

Arbre

Corps de paliers

Corps de pompe

Roue

Grain CoupelleRessort

Bague demontage

Vis pointeauBaguede fond

D T

524

A

ASPIRATION

REFOULEMENT


16

Afin de limiter l’échauffement du film d’interface, il est établi une circulation :

- soit du refoulement vers la boîte de garniture (disposition la plus courante)- soit de la boîte à garniture vers l’aspiration lorsque les niveaux de pression le permettent- soit au moyen d’un liquide externe propre et froid

Sur les machines à deux sorties d’arbre, il est préférable de prévoir deux piquages et deux tubulures,que de “parier” sur un hypothétique partage du débit en deux parts égales.

• Réfrigération - Réchauffage

Lorsqu’il y a risque de vaporisation aux faces, il est réalisé une circulation de réfrigérant dans unechambre annulaire autour du corps de garniture.

Plus rarement, afin d’éviter le figeage pendant les périodes d’arrêt de la pompe, il faut assurer unréchauffage local à l’aide de vapeur, ou quelquefois d’un chapeau réchauffé électriquement;

• Le balayage ou Quench

La fuite résiduelle d’une garniture est de quelques centimètres cubes à l’heure. Cette petite fuite vaprovoquer, selon la nature du produit et sa température des dépôts de particules, de coke, depolymères, des gommes, des cristaux, ou un givrage causé par l’humidité atmosphérique au contactde l’air.

EntréeQuench

Chapeau dela garniture

Chambrecirculaire

Chemise

Sortie égouttures

Coupelle Grain

D T

1187

B

Le quench isole la garniture de l’atmosphère en apportant un refroidissement et nettoyage de la fuite.


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d - Les garnitures mécaniques doubles

Les garnitures mécaniques sont dites “doubles” lorsqu’elles présentent deux interfaces où seréalisent l’étanchéité. Généralement, elles sont équipées de deux grains et de deux coupelles. Onutilise cette disposition pour différentes raisons :

- lorsque le produit pompé ne peut être utilisé pour alimenter le film de lubrification (produitléger proche de sa tension de vapeur, produit abrasif cristallisant, produit givrant, chaud,sous-vide, ou même dans le cas de phase gazeuse, …)

- pour former un barrage entre le produit et l’atmosphère (produit nocif, trop forte ∆P, …)c’est-à-dire pour des raisons de sécurité

• Le montage en tandem ou en cascade

Deux ou plusieurs garnitures mécaniques sont montées l’une derrière l’autre, la première étant encontact avec le fluide à étancher, la seconde (ou les suivantes) étant alimentées par un fluideauxiliaire. Ce type de montage est utilisé pour les fortes pressions à étancher, le montage tandempermettant une diminution du taux de pression auquel est soumise la garniture extérieure.

Pression à étancher

Garniture intérieure Garniture exterieure

Arrosage dela garnitureintérieure

Pressionintermédiaire

Fluide auxilliaired'étanchéité

D T

1186

A

La garniture en contact avec l’atmosphère, travaillant sous pression sur un produit propre, est souventplus simple que la garniture côté produit à étancher. La garniture secondaire est alimentée par uncircuit fluide auxiliaire à partir d’un récipient dans lequel est régulé la pression. Une fuite éventuellede produit est alors évacuée vers le récipient collecteur.


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• Le montage double dos-à-dos

Deux garnitures sont montées en opposition, ce qui permet de réaliser l’étanchéité par barrage d’unliquide auxiliaire injecté à une pression légèrement supérieure de 1,5 à 2 bar, par rapport à la pressiondu liquide à étancher.

Ce système est utilisé chaque fois que le produit à étancher est inapte à former un film entre les facesde friction :

- produit chargé de particules abrasives- produit très visqueux, polymérisant facilement avec grand risque de vaporisation- produit très dangereux ou corrosif interdisant toute fuite vers l’extérieur

Circulation du liquide auxillaire

P2 > P1

P1

Quench

Chapeau

Bague d'appui

Ressorts

Vis de fixation dela bague d'appui

Coupelle Grain

Garniture extérieure

Coupelle

Liquide àétancher

Grain

Garniture intérieure

D T

1187

A

Dans le cas de fuite, la seule possibilité est une fuite du liquide auxiliaire soit vers l’atmosphèreou vers le liquide véhiculé à l’intérieur de la pompe.

Il est à remarquer que face aux nouvelles directives de lutte antipollution et afin de ne pas contaminerle fluide véhiculé par le fluide auxiliaire au droit de la garniture intérieure, le choix se porte aujourd’huipour les mêmes cas d’utilisation vers les garnitures doubles en tandem.

La fuite résiduelle étant dans ce cas collectée vers le pot tampon.


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4 - NORMALISATION DES POMPES CENTRIFUGES

L’ensemble des pompes centrifuges, utilisées dans les industries pétrochimiques, est gérée à l’aided’une série de documents normatifs édités par l’AFNOR, correspondant très souvent aux spécificationsde l’ISO et aux USA par l’API, plus spécifiquement pour les pompes centrifuges l’API 610.

Ces pompes, selon l’ISO, sont sériées en trois catégories à savoir les classes I, II, III. La classe I étantla plus sévère et la classe III la moins sévère.

Le choix d’une classe s’effectue en fonction des prescriptions techniques applicables à l’utilisation dela pompe. L’objet de ces normes est, principalement, de fixer des spécifications minimales de lamachine liées à des considérations mécaniques et non économiques.

Les pompes de la classe I (la plus sévère) sont spécifiées aujourd’hui dans une norme référencéeNF EN ISO 9905 (E 44-152).

L’architecture de ce document est la suivante :

- présentation d’une série de définitions afférentes aux pompes centrifuges

- des prescriptions de construction liées à des objectifs technologiques portant sur laconstitution des différents éléments mécaniques (dispositifs d’étanchéité, niveau vibratoireet équilibrage du rotor, accessoires tel que moteur ou accouplement, lignes auxiliaires)

- des informations portant sur le niveau des efforts acceptables sur les tubulures d’aspirationet de refoulement

- déroulement des procédures d’inspection et des essais lors des épreuves

- les conditions d’expédition et de garantie

Un document similaire, plus simplifié, existe également sur les pompes de la classe II et est référencéNFE 44151 - ISO 5199.

Associé à ces documents de base, quelques normes AFNOR peuvent être utilisées :

NFE 44111 : Pompes monocellulaires à aspiration axiale, à support sous corps depompe, pour eau (désignation, point de fonctionnement etdimensions)

NF EN 22858(E 44-121)

: Pompes centrifuges à aspiration axiale (pression nominale 16 bar) àsupport sous corps de pompe identique à ISO 2858

NF EN 23-661 : Dimensions relatives aux socles et à l’installation

NFE 44190 : Notice de montage et d’installation

NFE 44202 : Prescriptions relatives à la conception des tuyauteries d’aspiration etde refoulement

NFE 44221 : Distance entre bout d’arbre pour montage de l’accouplement

NFE 44290 : Accouplement avec ou sans pièce d’espacement

NF EN 12756(EN 44170)

: Garnitures mécaniques : dimensions principales désignation et codesmatériaux

NF EN ISO 5198(E44-402)

: Classe de précision - Code de fonctionnement hydraulique - Classede précision

Il est à remarquer qu’historiquement l’API 610 a fortement influencé la rédaction du projet del’ISO 9905 qui est un document très proche de celui-ci.


20

III - PRINCIPAUX TYPES DE POMPES CENTRIFUGES

1 - POMPES PROCESS À ASPIRATION AXIALE

— Élévation — — Vue de gauche —


Aspiration

Aspiration

Corps de palier

Tubulure derefoulement

Tubulure derefoulement

Refoulement

Refoulement

Niveau de la fixationsur le socle

socleVolute

Axe de rotation

Patte d'appuiChassis

D T

413

A

2 - POMPES PROCESS À TUBULURES VERTICALES ET PARALLÈLES DITES "TOPTOP"


— a • Disposition normale — — b • Variante —

Refoulement Refoulement

Aspiration

Aspiration

Ligne d'aspiration

Joint radial

Corps de palier

Tubulurede refoulement

Tubulured'aspiration

Socle

Risque de vaporisationau point haut

D T

414

A

Aspiration par une ligne au sol


21

3 - POMPES “IN-LINE”

Filtre à huile

Moteurélectrique

Démulti-plicateur

Pompes

Refoulement

Joint radial

AspirationAspiration

D T

425

A

Différents types de pompes "in line"

��yyyy

��yyyySupports

D T

426

A

Possibilité d'installation d'une pompe "in line" à joint radial

4 - POMPES MULTICELLULAIRES HORIZONTALES

PalierPalierPlan de supportage

D T

427

A

Pompe multicellullaire à joint radial

Refoulement Aspiration


22

Joint axialhorizontal

Refoulement

Refoulement

Canal de liaison

Aspiration

Aspiration

D T

415

A

Pompe multicellulaire à joint axial

5 - POMPES VERTICALES

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Refoulement Aspiration

D T

416

A

Pompe verticale à barrel extérieur(ou à cuvelage)

Pompe verticale "de pied"

Ouïe d'aspirationCorps de pompe

Moteur électriqueTubulurede refoulement

Barrel extérieurou

Cuve de charge

Niveau réel d'aspiration

1ére roue

HArbre de la pompe

6 - PLANCHES DE DIVERSES POMPES (voir planches)

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