Pompes à entraînement magnétique revêtues PFA de Richter Chemie Technik  : un concept d’avenir

Grâce à l'amélioration de la conception et à l'optimisation des propriétés de chaque matériau, les pompes à entraînement magnétique revêtues sont devenues une alternative technique aux pompes fabriquées dans des matériaux spéciaux coûteux et offrent de nouvelles possibilités d'application. Ces pompes centrifuges spécialement conçues pour le transfert de fluides hautement corrosifs présentent de nombreux avantages, dont la robustesse, la fiabilité et la sécurité dans le respect des normes environnementales.

Pour de nombreux opérateurs, les pompes à entraînement magnétique constituent le meilleur choix tant du point de vue technique que celui du coût d'exploitation.
Les normes de sécurité croissantes et la nécessité de réduire les coûts de maintenance contribuent à ce choix tout autant que la grande fiabilité de ces pompes. Ceci s'applique en particulier aux pompes centrifuges à entraînement magnétique revêtues PFA. Leur principal domaine d'application est le transfert de produits chimiques corrosifs et autres fluides critiques.

Le choix entre les différents meilleurs matériaux est résolu ici de manière pragmatique : ces pompes offrent une combinaison de matériaux appropriés : plastique (PFA/PTFE) comme matériau de revêtement en contact avec le fluide, métal comme matériau de support, carbure de silicium pour le palier lisse, etc. Grâce à la combinaison des propriétés qui ne pourraient pas être obtenues avec un seul de ces matériaux, les pompes à revêtement plastique sont généralement moins chères que les pompes entièrement en plastique ou en métal, en particulier lorsqu'elles utilisent des métaux spéciaux coûteux, et qu’elles doivent en outre être plus fiables que les pompes en plastique.

MNK : des pompes pour le transfert de produits hautement corrosifs
La première pompe à entraînement magnétique revêtue, le modèle MCK de Richter Chemie Technik, a été lancée en 1983, elle a ensuite évolué pour devenir la série MNK, spécialement conçue pour le transfert de fluides hautement corrosifs. Tous les composants en contact avec les fluides pompés sont, soit revêtus en PFA (volute, support de paliers, roue, arbre et aimant interne), soit fabriqués en PTFE (insert de pot), soit en carbure de silicium (SSiC) (paliers lisses). L'absence de fuites est garantie par le système de double pot entre les aimants internes et externes : un pot interne en plastique fluoré (PFTE) très résistante à la corrosion et un pot externe en fibres de carbone supportant les contraintes mécaniques. Ce système de double pot  n'est pas fragile ou sensible à la rupture, comme le sont par exemple les modèles en céramique. En option,  ils  résistent au vide.
Il n'y a pas de pertes dues aux courants de Foucault, comme c'est le cas pour les pots métalliques, ce qui évite également l'échauffement du fluide pompé. L'absence de perte par courants de Foucault est souvent un critère essentiel pour le choix des pompes en plastique, car ils peuvent représenter plus d'un dixième de la consommation électrique des pompes à entraînement magnétique métallique.L’utilisation du système de double pots non métalliques de Richter n'engendre pas de perte d'énergie La puissance d'entraînement peut ainsi être augmentée d'environ 15 à 20 % par rapport aux pots métalliques. Un autre avantage est que les fluides dont la température est proche du point d'évaporation sont pompés en toute sécurité.

En raison de sa grande fiabilité, de ses faibles coûts d'exploitation et de sa maintenance réduite par rapport aux pompes à garniture mécanique, la pompe MNK de Richter est rapidement devenue l'alternative aux pompes à entraînement magnétique en métal fortement allié dans l'industrie chimique de transformation (chimie fine), l'industrie pharmaceutique et la chimie de base, les applications FDA et les milieux ultrapurs (industrie des semi-conducteurs).

Les applications ont parfois donné lieu à des améliorations du produit et à des séries spéciales :
Les pompes périphériques MPB transfèrent de petits volumes avec des hauteurs de refoulement importantes.
Les pompes à effet vortex MNK-X avec une volute augmentée et une géométrie de roue spéciale sont destinées à être utilisées lorsque, par exemple, de très grosses particules ou des fibres longues ou bien des teneurs élevées en matières solides doivent être transférées ou lorsque le fluide a une teneur en gaz supérieure à 5 % en volume.
Les pompes auto-amorçantes MNK-S ont fait leurs preuves dans la vidange par le haut de cuves et de bassins chimiques, même avec des contre-pressions élevées.

Le dernier développement : des pompes à entraînement magnétique jusqu'à 600 m³/h, la MNK 200-150-315
Il s'agit d'une pompe centrifuge chimique monocellulaire, sans garniture, de conception horizontale pour service intensif, conforme aux normes EN 22858/ISO 2858/ISO 5199. La pompe est donc qualifiée par exemple pour l'électrolyse du chlore (secteur anolyte et catholyte, précipitation et saumure claire, solution de blanchiment), dans la production et le traitement de l'acide sulfurique et convient également aux usines dites de taille mondiale et aux grandes installations polyvalentes. La conception de la pompe a été optimisée en fonction de l'expérience acquise et adaptée aux besoins particuliers à cette taille de pompe.

La pompe MNK 200-150-315 offre des débits jusqu'à 600 m³/h, avec des hauteurs de refoulement jusqu'à 60 m et est conçue pour des pressions de service jusqu'au PN 25. En fonction du débit requis, elle fonctionne à des vitesses comprises entre 750 et 2000 tr/min. Les températures de fonctionnement sont comprises entre -60 et +150°C. La roue fermée en PFA avec des canaux optimisés pour le débit contribue au rendement élevé et à un faible NPSH requis.
Le revêtement du corps en PTFE (en option : PE-UHMW) a une épaisseur comprise entre 12 et 20 mm. Le corps en fonte ductile EN-JS 1049 apporte la résistance à la pression.
En standard, un orifice de vidange est prévu en point bas de la volute, une enveloppe de chauffage peut être proposée en option.

Les pompes sont dotées du système de doubles pots : côté fluide en TFM-PTFE modifié avec une épaisseur de 4 mm, nettement plus résistant à la perméation que le PTFE standard.
Côté pression en fibres de carbone renforcées CFRP (sans courant de Foucault, résistant à la pression, sans métal, résistant à la rupture, avec des réserves de sécurité élevées).
Les paliers lisses, particulièrement robustes, sont en carbure de silicium pur. SAFEGLIDE Plus prévient les dommages en cas de fonctionnement à sec de courte durée. Les aimants permanents haute performance sont conçus pour des couples allant jusqu'à 800 Nm et transmettent respectivement 120 kW à 1450 tr/min et 165 kW à 2000 tr/min.

Grâce à ces performances, la pompe MNK 200-150-315 constitue, pour les industries chimiques, une alternative aux pompes à garniture mécanique ou aux pompes à entraînement magnétique métallique en aciers spéciaux ou en Hastelloy,  titane, tantale, nickel, Alloy 20,  céramique utilisés pour les fluides hautement corrosifs.

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