Débitmètre à engrenages ovales chemisé à la vapeur pour le chargement de bitume et d'asphalte

Pour les terminaux et les centrales de malaxage où le bitume arrive à 175 °C et se solidifie dès qu'il perd de la chaleur. La chemise entoure la chambre de toutes parts, de sorte que la chambre de mesure reste au-dessus du point de coulée pendant le chargement, entre les camions-citernes et pendant une nuit d'hiver.

Débitmètre à engrenages ovales chemisé à la vapeur, corps DN100 avec chemise à vapeur et boîtier Ex d.

Deuxième vue : couvercle d'extrémité chemisé avec raccords vapeur, bouchons de vidange et de purge.

Pourquoi un débitmètre non chauffé échoue sur le bitume en quelques semaines

Le bitume n'est pas un fluide difficile, c'est un fluide qui change d'état. Le bitume pénétrant 60/70 a une viscosité d'environ 300 à 600 cP à 175 °C et cesse pratiquement de couler en dessous d'environ 110 °C. Tout débitmètre présentant des points froids — un couvercle d'extrémité nu, une bride non chemisée, un bossage de support — accumule du produit solide dans ce point froid. Lors du lot suivant, la pompe crée une pression contre une chambre obstruée, et le prix de cette pression est une goupille de rotor cisaillée ou un couvercle fissuré.

Le second mode de défaillance est silencieux. Une chambre partiellement obstruée laisse toujours passer le produit, de sorte que le compteur continue de compter, mais le volume déplacé ne correspond plus à la géométrie. Les chiffres de transfert de propriété dérivent, les clients contestent les quantités chargées, et la correction n'est trouvée qu'après un essai de vérification.

Il y a aussi une dimension de conformité. Les terminaux de bitume sont généralement classés comme zones dangereuses, de sorte que l'instrument doit être protégé contre les explosions, et le rapport de lot doit survivre à un audit. Un débitmètre qui doit être démonté toutes les quelques semaines pour le nettoyage ne satisfait en pratique à aucune de ces exigences.

Deux conditions de fonctionnement, mesurées côte à côte

Comment la chambre chemisée maintient le produit en mouvement

Deux rotors ovales s'engrènent à l'intérieur d'une chambre et transportent un volume fixe de l'entrée à la sortie à chaque rotation, entraînés par la seule pression du produit. C'est commun à tous les débitmètres à engrenages ovales : le même principe se retrouve dans le débitmètre à double rotor et le débitmètre à piston rotatif, chacun adapté à un équilibre différent entre viscosité et volume. Ce qui est spécifique ici, c'est la provenance de la chaleur : la chemise à vapeur enveloppe le corps et les deux couvercles, et les faces de bride sont isolées par des entretoises chemisées, de sorte que la chaleur atteint la chambre de mesure de toutes les directions plutôt que d'un seul côté.

Le résultat est que les faces des rotors, la ligne d'engrènement et la paroi de la chambre restent à quelques degrés les unes des autres. Une température de paroi uniforme préserve le jeu des rotors : si un couvercle est 30 °C plus froid, la dilatation différentielle pince le rotor à cette extrémité, et le débitmètre soit cale, soit use rapidement ses faces d'engrenage.

Comme la mesure compte le volume piégé, la viscosité ne fait que définir la pression requise. Augmenter la viscosité de 500 cP à 3 500 cP augmente la pression différentielle et ralentit le rotor — elle ne modifie pas le volume transporté par révolution, de sorte que le facteur K établi à 175 °C reste valable pour toute la gamme de grades que vous chargez.

Caractéristiques structurelles pour 250 °C, cycles thermiques et zones dangereuses

Le devoir thermique est une question de matériaux plus qu'une question de mesure. Les choix de conception qui comptent :

• Chemise sur le corps et les deux couvercles, pression nominale 0,6 MPa de vapeur saturée. Aucune surface non chauffée n'est en contact avec le produit, il n'y a donc pas de point froid où le bitume pourrait se solidifier.
• Indice de média jusqu'à 250 °C avec tolérance aux cycles thermiques. Garnitures en graphite ou en PTFE-graphite et joints de couvercle sélectionnés pour des cycles de chauffage et de refroidissement répétés plutôt que pour un seul état stable.
• Protection contre les explosions selon Ex d IIB T4. Boîtier de raccordement antidéflagrant et entrée de câble certifiée adaptée aux installations de port de 1ère zone.
• Raccords de vidange et de purge sur les deux couvercles. La chambre peut être vidangée encore chaude, ce qui fait la différence entre un arrêt de routine et un remplacement de rotor.
• Compteur mécanique plus sorties électroniques. Un compteur local pour le chauffeur au port, et des sorties impulsion, 4–20 mA et RS485 Modbus RTU pour le contrôleur de lot et le dossier de transfert de propriété.

Six avantages sur un terminal bitume

Dimensionnement et installation pour les bras de chargement et le mélange par lots

Dimensionner sur le débit de chargement le plus élevé, car la contrainte sur le bitume est la perte de charge, pas la résolution. Une chambre DN100 couvre environ 20–60 m³/h à 300–600 cP tout en maintenant une pression différentielle suffisamment basse pour une pompe de chargement centrifuge ; pour les qualités modifiées à 2 000 cP et plus, prenez une taille supérieure et fonctionnez plus lentement plutôt que d'augmenter la pression de la pompe.

Commencez le traçage à la vapeur avec le préchauffage de la ligne, pas après que le camion-citerne soit connecté. Une unité DN80 froide nécessite 45 à 60 minutes pour atteindre la température avec de la vapeur saturée à 0,6 MPa ; maintenir la chemise chaude entre les lots est plus doux pour les joints que des démarrages à froid répétés. Montez le débitmètre dans une ligne verticale avec un flux descendant si possible, ou horizontalement avec le bouchon de vidange au point le plus bas, et interverrouillez la pression de vapeur de la chemise ou la température de la chemise avec le contrôleur de lot afin que le chargement ne puisse pas commencer sur un débitmètre froid. L'inventaire du réservoir qui correspond au relevé de chargement est normalement pris à partir de jauges de niveau radar sur les réservoirs de stockage.

Pour le transfert de propriété, convenez de la méthode de vérification avant l'installation : une boucle de vérification ou un contrôle de réservoir calibré, répété trimestriellement, avec une correction du facteur K entrée dans le contrôleur si l'écart dépasse 0,2 %. Nous fournissons la formule de correction et un dessin dimensionnel marqué des positions des raccords de vidange, de purge et de chemise afin que la tuyauterie puisse être construite correctement du premier coup.

Disposition du port de chargement de camion-citerne (schéma) : préchauffer le débitmètre avec la ligne avant la connexion du camion-citerne.

Cas d'application 1 : Port de chargement de terminal bitume, Émirats arabes unis

Cas d'application 2 : Usine d'asphalte modifié, Kazakhstan

Spécifications techniques

Questions fréquemment posées

Combien de temps faut-il à la chemise pour chauffer un débitmètre froid avant le chargement ?

Comptez 45 à 60 minutes avec de la vapeur saturée à 0,6 MPa sur une unité DN80 partant de l'ambiant, et environ 90 minutes pour un DN150 avec des brides lourdes. La chemise entoure le corps et les deux couvercles, de sorte que la chaleur atteint la chambre de mesure de toutes les directions plutôt que d'une seule face, ce qui empêche le jeu du rotor de se pincer lorsque le métal se dilate. En pratique, les usines commencent le traçage à la vapeur avec le préchauffage de la ligne, avant la connexion du premier camion-citerne, de sorte que le débitmètre est déjà à température lorsque le produit arrive. Si vous chargez en continu, maintenez la vapeur sur la chemise entre les lots plutôt que de la faire cycler — les démarrages à froid répétés sollicitent les joints beaucoup plus que le maintien au chaud. Le débitmètre peut-il gérer le bitume modifié SBS à haute viscosité ?

Oui, jusqu'à environ 4 000 cP à 160–180 °C, ce qui couvre la plupart des qualités modifiées par polymère utilisées commercialement. La paire d'engrenages est entraînée par le produit lui-même, de sorte qu'une viscosité plus élevée augmente la pression différentielle plutôt que de modifier le volume mesuré, et la lecture reste dans la plage de 0,5 % tant que la pompe peut maintenir la différentielle requise. Deux exigences s'appliquent aux liants modifiés : maintenir une pression de vapeur de chemise stable afin que la viscosité ne fluctue pas en milieu de lot, et rester au-dessus du débit minimum pour que les rotors ne calent pas. Pour le bitume fortement chargé ou renforcé de fibres, nous recommandons une taille plus grande fonctionnant à une vitesse plus faible, ce qui réduit le cisaillement et l'usure des faces des rotors.

Que se passe-t-il si l'alimentation en vapeur échoue pendant le chargement ?

Le débitmètre continue de mesurer, mais le produit refroidit dans la chambre en quelques minutes et la viscosité augmente fortement en dessous de 120 °C, de sorte que la pression différentielle augmente et le débit diminue. Arrêtez le chargement, vidangez la chambre par le bouchon inférieur pendant qu'elle est encore chaude, et rétablissez la vapeur avant de reprendre. Ne laissez jamais de bitume froid dans une chambre de mesure : au redémarrage, la pression différentielle sur le produit solidifié peut cisailler une goupille de rotor ou fissurer un couvercle. Un simple interverrouillage sur la température de la chemise ou la pression de vapeur, câblé au contrôleur de lot, empêche complètement la situation et coûte beaucoup moins cher que la réparation. Nos schémas indiquent les positions des raccords de vidange et de purge dont vous avez besoin pour rendre cette opération de routine pratique.

Comment le débitmètre est-il vérifié sur le terrain sans le retirer ?

Utilisez une boucle de vérification ou un réservoir calibré et un totalisateur. Faites passer une masse ou un volume connu de produit à travers le débitmètre au débit de chargement normal, comparez la lecture du compteur avec la référence et enregistrez l'écart. Comme le débitmètre produit une sortie impulsionnelle, la vérification prend quelques minutes et peut être effectuée entre les camions-citernes, ce qui est la façon dont la plupart des terminaux gèrent leur procédure trimestrielle de transfert de propriété. Si l'écart dépasse 0,2 %, une correction du facteur K peut être entrée dans le contrôleur de lot ; nous fournissons la formule de correction avec le certificat. Ce n'est qu'en cas de suspicion d'usure mécanique — normalement après un service abrasif — que l'unité doit être retirée de la ligne pour un recalibrage sur banc.

Produits associés et lectures supplémentaires

Les terminaux bitume ont généralement besoin que la mesure et l'inventaire soient sur la même longueur d'onde, voici donc les liens les plus demandés :

Débitmètres volumétriques

• — la gamme complète, y compris les versions non chemisées pour les services d'huile à basse température.Débitmètre à double rotor
• — rotors sans contact avec une faible perte de charge pour les grands volumes de pipelines.Débitmètre volumétrique à piston rotatif
• — rapport de plage élevé pour les applications chimiques et de raffinerie.Jauges de niveau radar
• — inventaire des réservoirs pour correspondre aux chiffres de chargement produits par le débitmètre.Débitmètres à flotteur
• — petits débits de purge et de rinçage autour de la pompe de chargement.Indiquez-nous le grade, le débit de chargement et la pression de vapeur disponible sur site, et nous

spécifierons la chemise et la taille en une seule réponse.