Construire de meilleurs systèmes de support de joints mécaniques

L'API 682 et vous :Construire de meilleurs systèmes de support de joints mécaniques

Sean Hunsicker, chef de marché, marché de la chimie et du raffinage

Les joints mécaniques sont devenus la technologie d'étanchéité dominante dans les raffineries et les usines chimiques dans les années 1980, ce qui a amené l'American Petroleum Institute (API) à créer un comité dont le seul objectif était de rédiger des normes pour ces composants. La première édition, API 682 Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps a été publiée en 1994 avec cet énoncé de mission :« Cette norme est conçue par défaut pour les types d'équipements les plus couramment fournis qui ont une forte probabilité d'atteindre l'objectif d'au moins trois années de service ininterrompu tout en respectant les réglementations sur les émissions." ¹ Notamment, la norme comprend des recommandations qui, sauf indication contraire, se réfèrent par défaut à une technologie qui s'est avérée sûre et fiable. Actuellement dans sa quatrième édition, l'API 682 continue d'offrir des conseils basés sur le service de processus pour les garnitures mécaniques et leurs systèmes de support.

Alors qu'une grande partie de la norme se concentre sur les joints mécaniques, une partie importante est consacrée aux systèmes de support de joint, car ils sont un élément essentiel au bon fonctionnement du système de joint et de pompe. En tant que fabricant de systèmes de support de joints, Swagelok Company et nos centres de vente et de service ont mis en œuvre les meilleures pratiques de l'API 682 4e édition. Dans cet article de blog, nous expliquerons quelles sont certaines de ces meilleures pratiques et comment la mise en œuvre des recommandations de la norme dans la construction et la conception de vos systèmes de support de joints peut vous aider à atteindre vos objectifs d'augmentation de la fiabilité et de la sécurité tout en réduisant les coûts.

Quelles sont les principales fonctions d'un système de support de joint mécanique ?

Avant de discuter des meilleures pratiques, examinons les fonctions des systèmes de support de joints. Ces systèmes sont conçus pour une garniture mécanique spécifique et un ensemble de conditions de processus. En règle générale, ils fournissent un gaz ou un liquide au joint mécanique pour réguler l'environnement dans lequel le joint fonctionne, protégeant ainsi l'équipement rotatif des dommages.

Ces systèmes ont quatre fonctions principales :

• Fournir une lubrification aux faces d'étanchéité
• Contrôler la pression et la température dans la chambre du joint et le joint
• Rincez le sceau de la contamination et/ou de l'accumulation de résidus
• Empêcher le fluide de traitement du système de fuir dans l'atmosphère

En savoir plus sur les systèmes de support de garnitures mécaniques dans la vidéo ci-dessous.

Réduire les points de fuite potentiels

Tout au long de l'API 682 4 ^ème Edition, il y a des références à la réduction du nombre de connexions dans les systèmes de support de joint. Que des tuyaux ou des tubes soudés soient sélectionnés pour le système, les systèmes filetés sont déconseillés. Chaque connexion peut être considérée comme un point de fuite potentiel et un risque de fiabilité possible dans les applications de pompage d'hydrocarbures. Les fuites sur les systèmes de support de joint à proximité des pompes peuvent endommager les actifs, augmenter les temps d'arrêt, les problèmes environnementaux et les risques pour la sécurité.

Dans le passé, de nombreux systèmes de support de joint étaient construits à partir de tuyaux car la tuyauterie était historiquement préférée. Plus récemment, les fabricants de joints, les utilisateurs finaux et les OEM de pompes ont mis en œuvre des tubes comme solution de connexion dans les systèmes de support de joint en raison de sa longue histoire d'utilisation réussie dans des applications critiques à travers le monde industriel. Comme l'a noté l'expert en équipements rotatifs Heinz Bloch dans un article récent sur le traitement des hydrocarbures, "[la] norme 682 de l'American Petroleum Institute (API 682) a commencé à approuver l'utilisation de tubes pour certains plans de tuyauterie d'étanchéité. Malheureusement, les acheteurs attachés à la tradition optent toujours pour le tuyau dur; nous leur demandons de reconsidérer. L'API 682 (4e édition) spécifie désormais les connexions du système de support de joint de manière presque interchangeable." ²

Les tubes peuvent être utilisés pour réduire le nombre de connexions en pliant les lignes et en utilisant de manière appropriée des raccords adaptateurs. Souvent, les seules connexions nécessaires sont celles du joint et du système d'étanchéité. Étant donné que le tube est recuit, le pliage du tube durcit le métal, augmentant la résistance du tube au coude. Les technologies de connexion innovantes telles que les adaptateurs à bride et les connecteurs mâles allongés réduisent encore le nombre de connexions à partir des orifices filetés sur le joint et les pots de joint en éliminant le besoin de raccords multiples. L'utilisation de tubes offre un avantage financier supplémentaire lorsque nous examinons les coûts MRO de la pompe, du joint et du système de support. Lors des opérations de maintenance où la «tuyauterie» autour des pompes est retravaillée, l'utilisation de tubes élimine le besoin de soudures coûteuses sur site et peut être installée rapidement pour réduire les temps d'arrêt.

Simplification de l'exploitation et de la maintenance

Les systèmes de support de joint sont essentiels au bon fonctionnement du joint et de la pompe et, à ce titre, nécessitent une inspection visuelle régulière. La simplicité du travail d'inspection visuelle favorise la fiabilité et la sécurité du système. Lors de la conception de systèmes de support de joint, plusieurs principes de conception des meilleures pratiques doivent être pris en compte une fois le plan de tuyauterie et la disposition générale sélectionnés.

1. La fonction du système doit être apparente et la conception intuitive.

Les garnitures mécaniques sont souvent endommagées lors du démarrage et de l'arrêt des pompes, parfois en raison d'un mauvais fonctionnement du système de support de garniture. Si la conception du système de support de joint facilite le bon fonctionnement, les erreurs courantes lors de la mise en service des pompes peuvent être évitées.

Dans API 682 4 ^ème Edition, un Plan 32 est présenté sous la forme de plusieurs instruments et composants installés sur la tuyauterie ou les tubes. Bien que fonctionnellement correcte, cette conception fournit à l'opérateur peu d'informations concernant le fonctionnement du système, quelles informations sont importantes et pourquoi elles sont importantes. Si le système est situé à côté du joint d'étanchéité d'une pompe, l'opérateur doit maintenant retourner à la pompe et se pencher pour lire les informations de l'instrument. Créer même de petits obstacles pour les opérateurs augmente le risque que les signaux de panne soient manqués et réduit la fiabilité. Une solution intuitive consiste à disposer ces composants sur un panneau.

Placer un plan de tuyauterie tel qu'un Plan 32 sur un panneau respecte deux principes de conception importants :une identification et un fonctionnement corrects. Cela offre les avantages suivants :

• Tout d'abord, le Plan 32 ressemble désormais à un système distinct. Au lieu d'avoir uniquement des composants situés sur un tuyau ou un tube, ils sont disposés sur un panneau où le chemin d'écoulement peut être identifié, et tous les instruments sont disponibles au niveau des yeux.
• En outre, l'API 682 prend en charge ces considérations de conception. Il stipule :"Toutes les commandes et tous les instruments doivent être situés et disposés de manière à permettre une visibilité aisée par les opérateurs, ainsi qu'une accessibilité pour les tests, les réglages et la maintenance" (9.1.5) ³ .
• Enfin, les panneaux peuvent inclure des informations sur la numérotation des pièces, une indication du chemin d'écoulement et des instructions pour l'opérateur. Ces améliorations permettent d'assurer un démarrage et un arrêt sûrs et fiables des pompes et des systèmes de support des joints.

2. Le système doit être conçu pour faciliter la maintenance.

Bien que le bon fonctionnement du système de support de joint soit une priorité élevée, il convient également de veiller à concevoir des systèmes faciles à entretenir. Les systèmes de support de joint contiennent des éléments couramment entretenus tels que des débitmètres, des crépines et d'autres instruments visuels. La maintenance préventive (MP) de ces systèmes doit être simple et sûre pour les opérateurs. Si les crépines ne sont pas convenablement positionnées et disponibles pour la purge, il est peu probable que PM sera effectué aux intervalles recommandés.

API 682 4 ^ème Edition recommande également des configurations de purge de bloc pour toutes les jauges. Si les systèmes ne sont pas conçus avec cette fonctionnalité, il est probable qu'en cas de défaillance des jauges, les opérateurs se retrouveront sans informations critiques jusqu'à la prochaine révision ou projet lorsque la pompe et le système de support pourront être mis hors service et la jauge remplacée.

Enfin, il existe une grande variété de connexions de tubes et d'options de conception qui permettent de retirer et de remplacer facilement chaque composant réparable d'un système de support de joint tout en continuant à faire fonctionner le système. Pour les pots à phoques, le 4 ^ème L'édition stipule « Le fonctionnement local, la ventilation, le remplissage et la vidange doivent être effectués à partir du niveau du sol. Sauf indication contraire, les systèmes qui nécessitent l'utilisation d'une échelle ou d'une marche ou qui nécessitent de grimper sur la plaque de base ou la tuyauterie ne sont pas acceptables » (8.1.8) . ⁴ De nombreuses plantes ont des pots scellés plus anciens avec juste un bouchon de tuyau au sommet. Le fait de faire grimper les opérateurs sur une échelle pour remplir le pot peut les exposer aux vapeurs de traitement et constitue une pratique généralement dangereuse. Concevoir des Plan 52 ou des Plan 53 avec des systèmes de remblai tels que celui illustré ci-dessous est une considération de conception simple et une pratique exemplaire qui favorise un entretien sécuritaire.

Construire de meilleurs systèmes de support d'étanchéité

La mise en œuvre de ces principes de conception de base des meilleures pratiques pour le système de support de joint mécanique augmente la fiabilité et réduit les coûts. Pour récapituler comment vous pouvez obtenir de meilleurs résultats avec vos systèmes :

• Envisagez d'utiliser des tubes au lieu de tuyaux soudés pour réduire les coûts d'installation et de maintenance. Cela favorisera également la fiabilité grâce à la réduction des points de fuite potentiels.
• Mettre des pompes hors ligne pour résoudre des problèmes d'instrumentation mineurs ou remplir des pots de joints ne devrait pas être acceptable. La localisation de ces systèmes sur des panneaux, avec un étiquetage et une conception appropriés pour un entretien facile réduit le risque d'erreur de l'opérateur qui peut endommager les joints.

Les défaillances des joints et les coûts associés au remplacement des joints devraient être une grande préoccupation pour les groupes d'équipements rotatifs de toutes les usines. S'assurer que les meilleures pratiques et les principes de conception de l'API 682 4e édition sont suivis permet d'éviter ces coûts et crée un fonctionnement plus sûr et plus fiable.

Swagelok assure la conception et l'assemblage de systèmes de support de joints via notre réseau de plus de 200 centres de vente et de service agréés. Nous proposons des systèmes configurables, locaux et fiables qui sont mieux conçus pour vous aider à réduire les coûts, gagner du temps et améliorer la sécurité de votre équipement rotatif. Pour des conseils supplémentaires sur la conception et l'installation de vos systèmes de support de garniture mécanique, ou pour trouver la bonne API kits de plan d'étanchéité ou assemblages pour vos applications, contactez votre équipe Swagelok locale.

¹ Norme API 682, première édition, 1994 "Systèmes d'étanchéité d'arbre pour pompes centrifuges et rotatives", American Petroleum Institute, Washington, D.C.

² Bloch, Heinz P., Envisager des tubes en acier inoxydable pour les connexions de joints mécaniques, traitement des hydrocarbures, mars 2018.

³ Norme API 682, quatrième édition, 2014 "Systèmes d'étanchéité d'arbre pour pompes centrifuges et rotatives", American Petroleum Institute, Washington, D.C

⁴ Norme API 682, quatrième édition, 2014 "Systèmes d'étanchéité d'arbre pour pompes centrifuges et rotatives", American Petroleum Institute, Washington, D.C.