Solutions pour procédés hautement abrasifs

Dans de nombreuses industries comme le traitement du minerai et des métaux, les matériaux de construction ou la chimie des pigments, ou encore la fabrication de sel et d’engrais, l’usure par abrasion entraîne des arrêts fréquents et des coûts de réparation et de remplacement des composants usés. Dans les applications comportant des exigences de pureté de produit élevées, par exemple la production de silicium ou de dentifrice de grande pureté, des traces de métaux provenant des aciers érodés peuvent déjà créer des contaminants inacceptables et entraîner le rejet d’un produit.

Toute mesure efficace visant à prolonger la durée de vie pendant le brassage des matières abrasives est payante, dans de nombreux cas après quelques semaines seulement. Éviter les temps d’arrêt est souvent bien plus important que les simples coûts de réparation et de remplacement. EKATO possède le savoir-faire pour déterminer les causes d’usure lors d’essais ou de simulations d’écoulement et pour en déduire les mesures appropriées : des durées de vie multipliées par 20 sont possibles.

Les turbines à écoulement optimisé sont une approche intéressante, car le tourbillonnement sur les aubes de la roue augmente particulièrement l’usure par impact agressif. Si les séparations de flux peuvent être réduites, la durée de vie est prolongée sans mesures supplémentaires : plus de deux fois est tout à fait possible.

Les revêtements doivent être très soigneusement adaptés aux conditions d’utilisation et aux matériaux impliqués. Les revêtements présentent l’inconvénient suivant. Si la fine couche de protection est pénétrée par une abrasion relativement faible en un point, l’usure du matériau de base en dessous peut évoluer de façon diffuse.

Les céramiques techniques modernes ouvrent des perspectives entièrement nouvelles. Les progrès dans le traitement de la céramique permettent la construction de turbines d’un diamètre de 2 m et plus. Même les géométries complexes peuvent être réalisées. Selon la taille et la forme de la turbine, la conception peut opter pour une pièce en céramique solide ou pour une fixation des aubes sur un moyeu métallique. Cette construction composite est réalisable car l’usure se produit toujours dans la zone des vitesses les plus élevées, c’est-à-dire sur le bord extérieur de la roue.

Les céramiques possèdent certaines propriétés très intéressantes. Elles combinent une résistance chimique élevée et une dureté extrême, ce qui garantit une longue durée de vie. Leurs caractéristiques de résistance restent constantes même à haute température. Toutefois, les principes de conception doivent être adaptés au matériau céramique. Les tolérances de fabrication sont plus étroites que dans l’ingénierie classique des appareils et des installations, et les différentes dilatations thermiques de l’acier et de la céramique doivent être prises en compte. Une équipe de spécialistes EKATO adapte en permanence le savoir-faire lié au calcul et à la fabrication des composants aux nouvelles exigences. A cet effet, des outils d’analyse par éléments finis sont mis à disposition, de même que la possibilité de tester des prototypes de manière réaliste sur le long terme. Dans le centre d’essai EKATO, une grande variété de cuves jusqu’à 100 m³ et une puissance d’agitateur de 500 kW sont disponibles pour des applications spécifiques.