Comment les pompes volumétriques gèrent la viscosité

En tant que technologie de traitement volumétrique des fluides, les pompes volumétriques rotatives à deux et trois vis créent un débit et sont insensibles aux changements de pression du système. Ils délivrent un volume de liquide presque constant sur une plage de pressions de refoulement. C'est pourquoi les pompes à deux et trois vis constituent souvent la technologie de pompage de choix pour les applications d'hydrocarbures exigeantes où les demandes de débit ou de pression changent fréquemment, voire occasionnellement, au cours d'une journée donnée.

Lors de la conception d'une pompe volumétrique pour cette application, l'une des données les plus importantes, mais souvent négligées, des utilisateurs concerne les caractéristiques détaillées de leur fluide de traitement. Que les propriétés spécifiques du fluide soient exclusives, variables ou tout simplement inconnues, ces informations doivent être déterminées et transmises au fabricant pour garantir la fourniture d'une pompe qui fonctionnera comme souhaité dans l'application spécifique.

La viscosité d'un fluide est un élément clé dans le dimensionnement et le développement de toute pompe, et les effets de la viscosité sur une pompe volumétrique sont très différents de ceux d'une pompe centrifuge. Plus un fluide est visqueux, plus le débit sera élevé pour une pompe volumétrique à pression et vitesse d'entrée constantes, un avantage lors de la manipulation d'hydrocarbures liquides lourds.

Pour qu'un utilisateur puisse s'assurer qu'il recevra une pompe qui fonctionnera comme souhaité dans son application, des détails spécifiques sur la viscosité sont essentiels. Si un utilisateur n'est pas sûr de la plage de viscosité de son fluide, il est recommandé d'envoyer un échantillon de fluide à un laboratoire qualifié pour évaluation. L'une des méthodes largement acceptées utilisée pour déterminer la viscosité d'un fluide est la norme ASTM D445 : méthode d'essai standard pour la viscosité cinématique des liquides transparents et opaques. Le temps nécessaire à un volume de fluide pour s'écouler à travers un viscosimètre calibré sous une pression et une température connues est mesuré. Après avoir enregistré deux fois à deux températures différentes, la viscosité cinématique du fluide peut être calculée. Avec la viscosité cinématique connue à deux températures, la norme ASTM D341 : Standard Practice for Viscosity-Temperature Charts for Liquid Petroleum Products peut être utilisée pour développer un tracé de viscosité cinématique sur une plage. À l'aide de ce graphique, la viscosité d'un fluide à n'importe quelle température dans la plage associée peut être déterminée.

Dans ce processus, les conditions hors conception telles que le démarrage doivent également être prises en compte, ainsi que les changements saisonniers pour les applications affectées par les températures extérieures. Pour ces raisons et d'autres encore, il est acceptable de fournir une gamme de viscosités qui représentent le fluide dans des conditions variables afin que le fabricant puisse établir des limites de fonctionnement si nécessaire.

Parfois, des données sont fournies à un fabricant lors de la phase de devis, mais elles sont incorrectes ou incomplètes. Cela peut avoir un impact majeur sur la pompe, le système ou les deux. Une pompe volumétrique conçue ou sélectionnée pour un fluide dont la viscosité est inférieure à celle prévue produira moins de débit que prévu. Un faible débit peut entraîner une réduction de la production d'un oléoduc, ce qui se traduit par une baisse du débit quotidien et, en fin de compte, une perte financière. Dans un système de lubrification, les conséquences d’un débit inférieur à celui prévu peuvent conduire à un manque d’huile des roulements.

D’un autre côté, une pompe sélectionnée pour un fluide dont la viscosité est supérieure à celle prévue pourrait également avoir des impacts négatifs sur un système. Le débit plus élevé produit par la disparité de viscosité consommera plus de puissance d'un moteur électrique et pourrait potentiellement déclencher le circuit de protection du moteur. Dans un système d’huile lubrifiante, le débit excédentaire qui est renvoyé vers un réservoir de rétention peut aérer l’huile et augmenter sa température de fonctionnement. Dans des cas extrêmes, la pompe peut ne pas fonctionner correctement en raison d'une pression d'aspiration insuffisante pour remplir les éléments de pompage de l'extrémité d'aspiration. Cela peut entraîner de la cavitation et des vibrations excessives.

Maintenant que le fabricant dispose des informations correctes pour sélectionner ou concevoir une pompe, d'autres questions peuvent surgir de la part de l'utilisateur concernant la garantie que cette pompe fonctionnera une fois installée dans son système. Il n'existe pas deux pompes identiques en raison des différences dans le processus de fabrication. Alors, comment un fabricant peut-il garantir qu'une pompe fonctionnera dans l'application spécifique d'un utilisateur ?