Fluides tampons et barrières

Qu'est-ce que le fluide tampon

Le fluide tampon est un liquide utilisé dans les systèmes à double joint pour assurer la lubrification et le refroidissement du joint extérieur. Il est généralement maintenu à une pression inférieure à celle du fluide de procédé et agit comme une barrière de secours en cas de défaillance du joint primaire.

Quel est le fluide barrière

Le fluide barrière est un liquide utilisé dans les dispositifs à double joint pour fournir une barrière physique entre le fluide de traitement et l'atmosphère. Il est maintenu à une pression supérieure à celle du fluide de procédé pour éviter les fuites et la contamination.

Caractéristiques idéales du fluide

• Compatibilité chimique avec les fluides de procédé et les matériaux d'étanchéité
• Propriétés de lubrification adéquates pour la lubrification de la face du joint
• Viscosité appropriée pour des performances optimales
• Chaleur spécifique et conductivité thermique élevées pour un transfert de chaleur efficace
• Faible volatilité pour minimiser l'évaporation et les recharges fréquentes
• Solubilité minimale du gaz pour éviter la formation de bulles
• Stabilité à long terme et résistance à la dégradation
• Utilisation, manipulation et stockage sûrs
• Bonnes qualités d'écoulement à très basses températures
• Ininflammable
• Ne mousse pas sous pression

Types de fluides barrières et tampons

Eau

L'eau est un choix courant pour les fluides barrières et tampons dans les applications à températures et pressions modestes. Il est facilement disponible, économique et possède d’excellentes propriétés de transfert de chaleur. Cependant, l’eau peut ne pas convenir aux applications soumises à des conditions de fonctionnement extrêmes ou lorsque la contamination est un problème.

Solutions de glycol

Les solutions glycolées, telles que l'éthylène glycol et le propylène glycol, sont largement utilisées comme fluides barrières et tampons. Ils offrent une large plage de températures de fonctionnement, de bonnes propriétés de lubrification et une protection contre la corrosion. L'éthylène glycol est remplacé par le propylène glycol en raison de sa moindre toxicité et de son impact environnemental moindre.

Alcool

Les alcools, tels que le méthanol et l'éthanol, sont utilisés comme fluides barrières et tampons dans les services à basse température. Ils ont une faible viscosité et de bonnes propriétés de transfert de chaleur, ce qui les rend adaptés aux applications avec des vitesses d'arbre élevées et des températures basses.

Kérosène ou carburant diesel

Le kérosène et les carburants diesel sont utilisés comme fluides barrières et tampons dans certaines applications en raison de leur disponibilité et de leur faible coût. Cependant, ils présentent des limites en termes de viscosité, de propriétés lubrifiantes et de compatibilité avec certains matériaux de joint.

Huiles lubrifiantes hydrauliques et conventionnelles pour engrenages et roulements à base de pétrole

Les huiles à base de pétrole sont une option populaire pour les fluides barrières et tampons en raison de leur disponibilité, de leur compatibilité avec les matériaux d’étanchéité et de leurs bonnes propriétés de lubrification. Ils conviennent à une large plage de températures et de pressions, mais peuvent ne pas être idéaux pour les applications soumises à des conditions de fonctionnement extrêmes.

Huiles synthétiques spécialement formulées pour une utilisation comme barrière ou tampon

Les huiles synthétiques conçues spécifiquement pour les applications de fluides barrières et tampons offrent des performances supérieures par rapport aux huiles conventionnelles. Ils ont une plage de températures de fonctionnement plus large, de meilleures propriétés de lubrification et une résistance à la dégradation. Les huiles synthétiques sont le choix privilégié pour les applications critiques et les conditions de fonctionnement extrêmes.

Fluides caloporteurs

Les fluides caloporteurs, tels que les fluides caloporteurs synthétiques et les fluides caloporteurs de classe organique, sont utilisés comme fluides barrière et tampon dans les applications à températures élevées. Ils présentent d'excellentes propriétés de transfert de chaleur, une stabilité thermique et une compatibilité avec les matériaux d'étanchéité.

Plage de température du fluide tampon et du fluide barrière

Voici le tableau mis à jour avec la nouvelle colonne pour la plage de durée de vie typique de chaque fluide tampon et fluide de barrière :

Type de fluide	Plage de température (°C)	Viscosité à 40°C (cSt)	Gravité spécifique	Point d'éclair (°C)	Durée de vie (heures)
Eau	0 à 100	1.0	1.0	Aucun	500 à 2 000
Solutions glycoliques (50% dans l'eau)	-40 à 120	5,0 à 10,0	1,05 à 1,10	Aucun	1 000 à 3 000
Alcool (méthanol)	-40 à 50	0.6	0.79	11	500 à 1 500
Kérosène	-20 à 150	1,0 à 3,0	0,78 à 0,82	38 à 66	1 000 à 2 500
Gas-oil	-7 à 150	2,0 à 5,0	0,82 à 0,86	52 à 96	1 000 à 2 500
Huiles hydrauliques à base de pétrole	-20 à 150	20 à 100	0,86 à 0,90	150 à 250	2 000 à 4 000
Huiles lubrifiantes conventionnelles pour engrenages et roulements	-20 à 150	100 à 1000	0,88 à 0,92	200 à 300	2 000 à 5 000
Huiles synthétiques (PAO, Esters)	-40 à 200	20 à 100	0,82 à 0,86	200 à 300	4 000 à 8 000
Fluides caloporteurs (synthétiques)	-50 à 400	10 à 50	0,80 à 0,90	200 à 350	8 000 à 12 000
Fluides caloporteurs (organiques)	-50 à 350	10 à 50	0,85 à 0,95	200 à 350	4 000 à 8 000

Comment entretenir les fluides tampons et barrières

Pour maintenir l'intégrité du fluide, suivez les intervalles d'entretien recommandés par le fabricant pour les changements de fluide. La fréquence des changements de fluide dépend de facteurs tels que la température de fonctionnement, les niveaux de contamination et le type spécifique de fluide utilisé. Par exemple, les solutions glycolées peuvent nécessiter des changements plus fréquents que les huiles synthétiques spécifiquement formulées pour une utilisation barrière ou tampon.

En plus des changements de fluide réguliers, il est important de maintenir la propreté du fluide en utilisant des systèmes de filtration et de conditionnement appropriés. La contamination par les fluides de procédé, les particules ou l'humidité peut dégrader les performances du fluide tampon ou de barrière et entraîner une défaillance prématurée du joint. L'inspection et le remplacement réguliers des filtres, ainsi que l'utilisation de reniflards déshydratants ou de couvertures d'azote sur les réservoirs, peuvent aider à maintenir la propreté des fluides et à prévenir la contamination.

Autres considérations de fiabilité

• Tuyauterie appropriée: La tuyauterie doit être compatible avec le fluide et conçue pour résister aux pressions et températures de fonctionnement.
• Dimensionnement approprié: Les systèmes sous-dimensionnés peuvent entraîner une lubrification et un refroidissement insuffisants, tandis que les systèmes surdimensionnés peuvent entraîner une génération excessive de chaleur et une dégradation des fluides.
• Sélection du réservoir: Le réservoir pour le fluide tampon et le fluide de barrière doit être sélectionné en fonction du type de fluide, des exigences du système et des conditions de fonctionnement.
• Systèmes d'alarme: Des systèmes d'alarme doivent être en place pour alerter les opérateurs de conditions anormales, telles que de faibles niveaux de liquide, des températures élevées ou une pression excessive.
• Ventilation: Une ventilation adéquate du système de fluide tampon et de barrière est essentielle pour empêcher l'accumulation de gaz et maintenir une pression de fluide stable. Une ventilation inadéquate peut entraîner une défaillance du joint et compromettre l’intégrité du système.

FAQ

Élévation maximale admissible de la température du fluide tampon et du fluide barrière

En règle générale, l'augmentation de la température doit être limitée à 10-15°C au-dessus de la température d'entrée pour la plupart des fluides. Une élévation excessive de la température peut entraîner une dégradation du fluide et une défaillance prématurée des joints.

Intervalle recommandé entre les changements de liquide en fonction de la température

L'intervalle recommandé entre les changements de fluide en fonction de la température varie en fonction du type de fluide et de la plage de températures de fonctionnement. Par exemple, un fluide à base d'huile minérale fonctionnant à 60°C peut avoir un intervalle de changement recommandé de 6 mois, tandis que le même fluide fonctionnant à 80°C peut nécessiter des changements tous les 3 mois. Les fluides synthétiques peuvent conserver leurs caractéristiques de performance pendant de plus longues périodes à des températures élevées, prolongeant ainsi les intervalles de changement.