Modernisation des pompes vintage API 610 5e édition pour répondre aux critères spécifiés dans la 12e édition

La pompe Pacific JTC. (Source de l'image : Sulzer SA)

Bien que les concepteurs de pompes aient les mains libres lors de la conception de pompes, certaines caractéristiques de conception destinées au marché pétrochimique doivent répondre aux exigences de l'API 610. Au cours des 30 dernières années, l'API 610 a évolué de la 5e à la 12e édition. Sulzer dispose à la fois de l'expertise et des installations d'ingénierie nécessaires pour apporter ces pompes anciennes à son centre de service conçu il y a de nombreuses années selon API 610 5ème édition et les renvoyer au client sous le nom d'API 610 12ème édition.

Manuel Monroy, ingénieur de terrain chez Sulzer, explique une série d'améliorations qui peuvent être mises en œuvre, en prenant comme exemple la pompe centrifuge multicellulaire Pacific JTC.

Les défis dynamiques de l’industrie pétrolière et gazière créent une demande constante de solutions innovantes permettant des intervalles d’exploitation plus longs et sans problème. Les pompes conçues pour un service spécifique il y a de nombreuses années peuvent ne plus fonctionner aujourd'hui dans les conditions pour lesquelles elles ont été conçues. Chez Sulzer, l'objectif est d'offrir des solutions de réparation aux équipements des clients avec les dernières mises à niveau disponibles dans l'industrie qui améliorent la fiabilité et l'efficacité.

De 1958 à 1989, la pompe à diffuseur multicellulaire Pacific JTC a été introduite dans l'industrie pétrolière, ainsi que dans l'industrie électrique, à la fois fossile et nucléaire.

La JTC est une pompe de style diffuseur à boîtier divisé horizontal avec une configuration de turbine dos à dos. La plupart des pompes à corps divisé sont du type à volute avec des passages hydrauliques coulés dans les moitiés du corps. Le boîtier du JTC est d'une conception beaucoup plus simple, illustré sur la photo 1 ci-dessous. Le boîtier a un diamètre majeur qui localise radialement tous les inter-couvercles. Les couvercles intermédiaires, qui sont scellés sur leur diamètre extérieur avec le boîtier, pour éviter les fuites entre les étages, contiennent le diffuseur et les aubes directrices de retour et transfèrent le fluide de la décharge d'une roue à l'entrée de la roue suivante. Le modèle de boulon utilisé pour boulonner les deux moitiés ensemble n'a pas besoin de s'enrouler autour des passages en volute, ce qui facilite l'obtention d'une charge uniforme sur la ligne de division requise à des fins d'étanchéité.

D'autres pompes de conception similaire sont l'IR CNTA, l'IR HMTA et la Worthington WT. Les pompes JTC et CNTA sont conçues avec une configuration de roue opposée par rapport aux pompes IR HMTA et Worthington WT, qui sont conçues avec des roues en tandem. La configuration opposée des roues sur le JTC et le CNTA équilibre la poussée axiale créée par les roues. Les configurations de turbine en tandem créent une poussée intérieure très élevée, l'équilibrage de cette poussée nécessite une conception plus approfondie par rapport à la conception de turbine opposée.

La plupart des pompes expédiées il y a de nombreuses années étaient livrées avec des joints d'étanchéité. Le JTC a un petit diamètre d’arbre et la garniture du presse-étoupe est cruciale. Non seulement pour empêcher le produit de fuir dans l'atmosphère, mais il agit également comme un roulement, aidant ainsi les bagues centrales et d'accélérateur à maintenir la stabilité du rotor pendant le fonctionnement. L'utilisation d'un presse-étoupe pour sceller le presse-étoupe de la pompe nécessite souvent un ajustement sur le terrain, ce qui constitue un casse-tête de maintenance permanent pour de nombreux opérateurs.

L'introduction de la garniture mécanique et de sa technologie d'étanchéité supérieure a accru la demande de mises à niveau sur le marché secondaire, ouvrant la voie à des pompes modernisées et à de nouvelles normes industrielles.

Les pompes JTC modernisées sont désormais généralement équipées de garnitures mécaniques éliminant les émissions fugitives. L'un des principaux moteurs de cette évolution a été la publication de la 7e édition de l'API-610 qui a normalisé les garnitures mécaniques et les exigences relatives aux presse-étoupes. Cependant, la modification des pompes existantes équipées de presse-étoupes garnis en garnitures mécaniques ne s'est pas faite sans problème. Avec l'ajout de garnitures mécaniques, montées sur un arbre mince, le comportement dynamique du rotor de la pompe a changé. Ce changement a entraîné une usure accélérée des jeux de fonctionnement rapprochés, une augmentation des vibrations, une nouvelle ouverture des jeux et le cercle vicieux s'est poursuivi jusqu'à ce que la pompe ne puisse plus remplir sa fonction, tant mécaniquement en raison de vibrations élevées qu'hydrauliquement en raison de fuites internes. . Le changement du comportement dynamique du rotor a abouti à la création de solutions innovantes pour maintenir et augmenter le temps moyen entre réparations (MTBR) de la pompe JTC.