Critères de sélection des pompes centrifuges
et schémas d'installations

Les pompes centrifuges ont souvent été considérées comme de simples éléments à insérer dans des circuits plus complexes. Il faut en réalité faire très attention à leur configuration qui doit toujours être fonction des caractéristiques du système, des besoins de pompage et des exigences individuelles de l'utilisateur.
Le choix d'une pompe à roue nécessite en effet une connaissance approfondie des conditions spécifiques de fonctionnement : le fabricant des pompes centrifuges doit savoir évaluer toutes les informations pour obtenir la meilleure conception hydrodynamique possible.
Pour garantir une utilisation correcte des pompes anticorrosion en plastique, il faut que l'utilisateur fournisse au constructeur des détails très précis sur l'application spécifique qui en sera faite et en particulier sur le liquide que la pompe devra déplacer. Si l'on veut en outre que de telles pompes travaillent au mieux et puissent exprimer leurs caractéristiques particulières avec efficacité, il faut aussi faire attention à l'installation de la pompe elle-même, afin d'évaluer les effets des conditions de travail avec le liquide agressif.


Le choix d'une pompe pour des liquides chimiquement agressifs rend donc fondamental l'examen attentif d'une multitude de données afin de choisir le produit adapté aux exigences du système de déplacement. Une certaine marge de sécurité et d'éventuelles pertes de charge doivent être envisagées, mais sans prévoir de dimensions inutilement surévaluées : ce n'est qu'ainsi que l'on pourra éviter des résultats insatisfaisants, des pannes imprévues ou des augmentations injustifiées des frais d'acquisition et de gestion.
C'est pour cette raison que Savino Barbera a conçu une fiche technique détaillée (voir section Téléchargements) pour l'analyse de tous les éléments nécessaires au bon fonctionnement de la pompe, où sont pris en compte entre autres : L'évaluation de ces informations (pas les seules mais cependant les plus importantes) permettra de déterminer la pompe adaptée (en fonction du matériau et du type), de la roue adaptée et de la puissance exacte du moteur (par rapport à la courbe caractéristique).

Analyse de plusieurs éléments à évaluer lors de la sélection d'une pompe

Composition du liquide : fondamentale pour le bon choix des matériaux de construction des différentes pièces de la pompe qui sont en contact avec le liquide. Plus les informations sur la composition du liquide à pomper sont complètes, plus les choix des matériaux qui constituent la structure de la pompe, des joints et l'éventuelle garniture mécanique sont précises. Par exemple : des concentrations différentes d'un même acide peuvent nécessiter des matériaux de fabrication aux caractéristiques différentes.
Fonctionnement à secil est toujours conseillé de protéger la pompe du fonctionnement à sec. L'une des façons les plus utilisées est l'application d'un niveau minimum dans la cuve qui interrompe le fonctionnement de la pompe dès qu'un niveau dangereux pour celle-ci est atteint.

Température de fonctionnementla connaissance des températures maximale et minimale (outre la température normale de fonctionnement) est importante pour les raisons présentées au point précédent. La température du fluide à déplacer a des effets importants sur les matériaux : des températures très basses peuvent fragiliser un type donné de matière plastique tandis que des températures élevées peuvent créer des phénomènes de ramollissement et de déformation des composants.

Solides en suspensiondans ce cas aussi, connaître la nature et la quantité des particules en suspension est déterminant. Il existe en effet des matériaux qui, à résistance égale à l'agression chimique, ont des caractéristiques de résistance à l'abrasion différentes. La nature des solides en suspension peut, en outre, influer sur le choix du type de pompe : dans certains cas, il pourra être nécessaire d'utiliser une pompe verticale sans douille de guidage ou d'éviter d'utiliser des pompes à entraînement magnétique.

Installation de la pompeil faudra faire en sorte que la pompe puisse aspirer dans une zone du bassin ou de la cuve où le liquide présente de bonnes caractéristiques. Si, par exemple, le liquide a tendance à créer des dépôts boueux dans le fond de la cuve, le liquide devra alors être continuellement tenu en mouvement pour éviter la formation de ces boues. Sinon, l'aspiration de la pompe devra être placée à une hauteur telle que la concentration de boues pompées, pouvant en boucher l'aspiration, ne soit pas trop élevée.

Point de rendement maximal (BEP)

Toutes les pompes (aussi bien centrifuges que volumétriques) ont des limites opérationnelles. Les pompes centrifuges présentent en particulier certaines limites qui, si elles ne sont pas correctement évaluées, peuvent réduire énormément leur durée de travail. Le BEP (Point de rendement maximal) n'est pas seulement le point de travail le plus haut mais également celui où la vitesse et la pression sont égales sur la roue et la volute. Si le point de travail se détache du point de rendement maximal, la vitesse change, ce qui modifie la pression sur l'un des côtés de la roue. Cette pression irrégulière sur la roue se caractérise par une poussée radiale qui défléchit l'arbre de pompe provoquant entre autres : Les dommages qui peuvent apparaître sont donc une durée inférieure des roulements ou un arbre cassé. La charge radiale est maximale en cas de fermeture complète. Hors de la plage opérationnelle recommandée, un dommage à la pompe peut être dû à une vitesse excessive et à des turbulences. Les turbulences peuvent créer des dommages de cavitation capables de détruire en très peu de temps le corps de pompe et la roue.

Graphique

Lorsque l'on choisit une pompe, il est très important de ne pas calculer des marges de sécurité irréalistes ou insérer des informations non appropriées dans l'évaluation. La courbe réelle pourrait sortir de la plage opérationnelle recommandée, avec de sérieuses conséquences.
Le mieux reste de vérifier le point de travail réel de la pompe au cours des opérations de pompage (en ayant recours à un débitmètre et/ou à un manomètre) pour pouvoir réaliser les ajustements nécessaires pour assurer de bonnes conditions de travail et une longue durée de service.

Les matériaux

Un choix soigné des matériaux de fabrication, aussi bien pour la structure que pour l'usure et l'étanchéité, fait en fonction du type d'installation et des fluides à transporter, permet de résoudre les problèmes liés au pompage de liquides à risque en toute sécurité et avec efficacité, même au cours des processus de travail les plus complexes.

PP (Polypropylène)
Il est caractérisé par de bonnes propriétés mécaniques, une grande résistance aux agents chimiques et une température de fonctionnement élevée. Non adapté aux acides concentrés fortement oxydants ni pour les halogènes (fluor, chlore, brome, iode). Température maximum de fonctionnement : 90°C

PVC (Chlorure de polyvinyle)
Matériau très utilisé dans les installations. Résistant aux acides, aux bases, aux solutions salines et aux composés organiques. Non adapté aux hydrocarbures aromatiques et chlorurés. Température maximum de fonctionnement : 45°C.

PVDF (Polyfluorure de vinylidène)
Il présente une résistance exceptionnelle aux acides, aux solutions salines, aux hydrocarbures aliphatiques, aromatiques ou chlorurés, aux alcools et aux halogènes. Non adapté aux bases organiques, solutions alcalines, cétones ou éthers
Indiqué pour l'industrie des semi-conducteurs et avec des liquides à préserver de la contamination. Température maximum de fonctionnement : 100°C.

PP PVC PVDF

PE-HD (Polyéthylène haute densité)
Résistance chimique analogue à celle du polypropylène. Apprécié pour sa résistance à l'abrasion. Température maximum de fonctionnement : 60°C.

EPDM (Ethylène propylène diène monomère)
Élastomère avec un fort module d'élasticité, une bonne résistance aux acides, aux bases, aux alcools et aux cétones. Déconseillé pour les hydrocarbures, les huiles et les graisses. Température maximum de fonctionnement : 90°C.

FPM (Fluoroélastomère)
Il présente une stabilité thermique élevée, une basse déformation permanente et une résistance chimique élevée aux acides, aux solvants, aux lubrifiants et aux carburants.

Céramique (Al2O3 à 99%) synthétique
Matériau de base pour les bagues d'étanchéité et les éléments d'usure. Dureté élevée, résistance à l'usure et à l'action des agents chimiques. Déconseillé en présence d'acide fluorhydrique, de soude et d'hypochlorite de sodium à des concentrations et des températures élevées.

Carbure de silice synthétique (SiC, sans silice libre)
Matériau aux caractéristiques plus élevées que l'oxyde d'aluminium : une plus grande résistance aux chocs thermiques et une inertie chimique aux températures de fonctionnement des pompes en matière plastique.

PTFE (Poly-tétra-fluoroéthylène, PTFE)
Chimiquement inerte jusqu'à 250°C en présence de n'importe quel agent chimique, déconseillé seulement dans le cas de métaux alcalins fondus, de trifluorure de chlore et de fluor gazeux à des températures élevées. Il peut être « chargé » avec des matériaux comme le verre ou la céramique ou avec le graphite et le carbone. Excellent pour des composants d'étanchéité et des douilles d'usure.

FEP - PFA
Fluoropolymère aux caractéristiques de résistance chimique proches de celles du Téflon avec une perméabilité toutefois inférieure. Adapté à la soudure : utilisé dans le revêtement des ressorts d'étanchéité mécanique et des joints toriques.



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