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Ce chapitre discutera des exigences de qualité de l'eau pour la découpe au jet d'eau à haute pression et pourquoi il est crucial de maintenir une bonne qualité de l'eau.
Remarque : Voir "Recommandation pour le traitement de l'eau" à la fin de ce chapitre pour une solution potentielle à tout ce que vous êtes sur le point de lire dans ce chapitre sur le traitement de l'eau.
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Spécifications de l'eau
Chaque fabricant a des exigences spécifiques en matière de qualité de l’eau. Vérifiez auprès du fabricant pour obtenir les spécifications de votre machine particulière.
L’eau fournie à l’intensificateur est essentielle pour la découpe au jet d’eau en raison de son influence directe sur la durée de vie des composants de l’équipement tels que les clapets anti-retour, les joints et les orifices. Une concentration élevée de solides dissous totaux (TDS) provoque une usure accélérée de tous les composants qui entrent en contact avec l’eau à haute pression en raison de l’abrasivité accrue de l’eau du TDS.
Dans le cadre de la planification de l’installation, une analyse de la qualité de l’eau doit être effectuée par une société commerciale spécialisée dans les équipements de conditionnement de l’eau. Les informations minimales qui doivent être fournies par cette analyse sont le TDS, la teneur en silice et la valeur du pH. Des entreprises comme Culligan peuvent effectuer ces tests, ou vous pouvez rechercher « tests de qualité de l’eau » sur Internet.
L’eau d’entrée doit être traitée soit pour l’élimination de la dureté soit pour la réduction du TDS. L’adoucissement de l’eau est un processus d’échange d’ions qui élimine les minéraux formant le tartre tels que le calcium. La réduction du TDS peut être réalisée avec un équipement de désionisation (DI) ou d’osmose inverse. Généralement, DI ou RO offre une meilleure durée de vie des composants que l’adoucissement de l’eau.
Un fournisseur de purification d’eau doit être consulté pour fournir l’équipement le plus adapté aux conditions particulières. Il peut être judicieux de demander à toute entreprise que vous envisagez d’utiliser si elle a fourni des systèmes pour d’autres systèmes de découpe au jet d’eau à haute pression et de vérifier leurs références.
Le meilleur processus de traitement pour une application spécifique dépend de la qualité de l’eau d’origine et de la durée de vie souhaitée des composants concernés. Soixante à 70 ppm de TDS est optimale. Tout traitement de l’eau produisant une teneur en TDS inférieure à 0,5 partie par million (ppm) doit être évité car l’agressivité d’une telle eau purifiée endommagera les composants de la pompe.
Directives de traitement de l'eau
| Critères | Valeurs | Traitement recommandé |
|---|---|---|
| Solides dissous totaux (TDS) | Faible TDS (< 100 ppm) TDS modéré (100 - 200 ppm) TDS élevé (> 200 ppm) | Bonne eau, ne nécessite qu’un adoucissement Peut être traité par adoucissement, DI ou RO Mauvaise eau, doit être traitée avec RO ou DI |
| Teneur en silice | Contenu élevé (> 15 ppm) | Double Lit Strong Base DI |
| PH | L’eau traitée doit avoir une valeur de 6 à 8 |
Matières solides en suspension
En plus du traitement décrit ci-dessus, l’eau doit être filtrée pour éliminer les solides en suspension. Différents fabricants fournissent des filtres finaux de tailles différentes à cet effet, généralement jusqu’à 0,45 nominal. Voir « Recommandation pour le traitement de l’eau » à la fin de ce chapitre pour une alternative à cela.
Approvisionnement en eau
L’approvisionnement initial en eau doit être d’au moins 5 gallons par minute à 40 livres par pouce carré. L’eau peut être augmentée par une petite pompe jusqu’aux 80 psi requis par la plupart des intensificateurs. Certains intensificateurs ne nécessitent pas de surpresseurs, ne nécessitant que 30 psi pour l’eau entrante. Cela supprime un point de défaillance potentiel du système.
Refroidissement de l'huile hydraulique
Les pompes multiplicatrices contiennent de l’huile hydraulique qui doit être refroidie. En règle générale, il existe trois options :
- Refroidi à l’eau par un échangeur de chaleur
- Refroidisseur air-huile
- Refroidisseur en boucle fermée
1. Échangeur de chaleur - Pour les pompes refroidies par eau
Un échangeur de chaleur est principalement utilisé pour refroidir le fluide hydraulique de la pompe multiplicatrice. Généralement, la température de l’huile hydraulique doit être maintenue en dessous de 120° F (49° C). L’échangeur de chaleur nécessitera un débit d’eau constant de 0 à 8 gpm (0 à 30 litres par minute) à une température d’entrée ne dépassant pas 70 ° F afin de maintenir le fluide hydraulique à la bonne température. Le volume d’eau réel dépendra de la pompe sélectionnée. Comme de nombreuses pompes sont contrôlées par thermostat, lorsque la pompe est froide, il se peut qu’aucune eau ne soit nécessaire.
Cette eau de refroidissement doit aller à l’égout. Le coût de cette eau doit être mis en balance avec les coûts des deux autres options de refroidissement (air-huile et refroidisseur), qui n’auraient pas d’eau dans les égouts.
L’eau des services publics est généralement acceptable à des fins de refroidissement. Dans les situations où l’eau contient des dépôts de minéraux lourds, les tubes de l’échangeur peuvent éventuellement être obstrués par l’accumulation de particules. S’il s’agit d’un problème chronique, une pré-filtration et/ou un adoucissement de l’eau peuvent être nécessaires.
Selon la configuration de l’usine, la température ambiante peut également être un facteur de refroidissement du fluide hydraulique. Un refroidissement supplémentaire peut être nécessaire si l’intensificateur et/ou l’échangeur de chaleur sont confinés dans un petit espace à haute température.
Figure 1 - Vue de l'échangeur de chaleur
2. Refroidisseur air-huile
Certaines pompes utilisent un refroidisseur huile-air pour évacuer la chaleur de l’huile hydraulique, aucun échangeur de chaleur n’est donc nécessaire. En été, l’unité peut être ventilée à l’extérieur du bâtiment pour évacuer la chaleur du bâtiment. En hiver, il peut être ventilé à l’intérieur du bâtiment pour aider à chauffer le bâtiment.
3. Refroidisseur
Un refroidisseur peut être utilisé pour faire recirculer l’eau de refroidissement utilisée par l’échangeur de chaleur de l’intensificateur. Il refroidit l’eau puis la renvoie à travers l’échangeur de chaleur, créant ainsi une boucle fermée. Un refroidisseur est le plus efficace pour mériter d’être considéré dans quelques situations en particulier :
- Climats plus chauds où l’efficacité de l’échangeur de chaleur peut être réduite
- Installations qui ne peuvent pas envoyer d’eau à un drain
- Parties du pays où il y a une pénurie d’eau, ou si le coût de l’eau est élevé, car une pompe de 50 HP peut utiliser jusqu’à 5 gpm pour refroidir l’hydraulique
Le refroidisseur ne réutilisera que l’eau de refroidissement ; vous mettrez toujours environ 1 gpm avec une pompe de 50 hp d’eau douce à travers la tête de coupe, qui ne sera pas réutilisée avec le refroidisseur.
L’eau entrant pour l’intensificateur doit également être maintenue à 70° F (21° C) ou moins pour une meilleure durée de vie du joint haute pression. Si cette température ne peut pas être maintenue, le refroidisseur peut également être utilisé pour cette eau.
Filtrage de l'eau de vidange
Si vous avez de l’eau du réservoir du jet d’eau qui va s’écouler, vous aurez des solides en suspension dans cette eau (abrasif et de petites quantités de matériau de saignée). Pour éviter le risque de colmatage des conduites d’égout, cette eau doit traverser une sorte de filtre ou de réservoir de déversoir pour extraire autant de solides en suspension que possible de l’eau de drainage. Le filtre pourrait être aussi simple qu’un filtre à chaussette. Les filtres à chaussettes sont disponibles en différentes tailles de micron. Quelque chose comme un filtre à lit de papier peut avoir un rouleau de média filtrant qui est continuellement avancé au fur et à mesure que l’eau de drainage le traverse.
Options de circuit d'eau
Voici 4 scénarios différents pour le débit d’eau à travers un système de découpe au jet d’eau.
Option 1
Échangeur de chaleur dans la pompe, toute l'eau s'écoule vers un drain.
Option 2
Refroidisseur air-huile
Variante 3
Refroidisseur et échangeur de chaleur. L'eau pour l'échangeur de chaleur recircule ; l'eau usée des tronçons de coupe à l'égout.
Variante 4
Échangeur de chaleur, refroidisseur et unité de recyclage d'eau WRS-3000. Pas d'eau à vidanger. Seule l'eau nécessaire est de l'eau d'appoint pour remplacer l'évaporation et le déversement.
Recommandation pour le traitement de l'eau
WARDJet a constaté que l’utilisation d’un adoucisseur d’eau de bonne qualité en conjonction avec un filtre final de 0,2 absolu était efficace pour le traitement de l’eau pour l’intensificateur. Cette configuration peut être utilisée tant que l’eau du réservoir de coupe n’est pas recyclée pour être utilisée via l’intensificateur. Dans le pire des cas, si la durée de vie du joint ne semble pas être à la hauteur des attentes, un système DI ou RO peut être installé.
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