La solution de revêtement Solvay élimine les éclatements et économise 200 k$ par an

Quand Solvay Advanced Polymers a commencé le compoundage de plastiques dans son usine d'Augusta, GA il y a une décennie, une abrasion sévère a causé des éclatements inattendus dans le système de convoyage pneumatique à phase diluée. Dans les deux semaines suivant le démarrage de la première ligne de compoundage, plusieurs coudes et canalisations ont lâché.

L'usine extrude, granule et conditionne des polymères pour applications industrielles avancées. Son produit le plus abrasif est l'AMODEL polyphthalamide, un granulé contenant jusqu'à 50 % de verre. Ces granulés à haute vélocité voyagent jusqu'à 5 000 pieds/min à travers tuyaux droits et autour des coudes — points critiques pour les éclatements.

Les éclatements non détectés coûtaient à l'usine plus de 200 000 $ par an en produit perdu, chaque heure d'éclatement non détecté coûtant 4 000 $. L'usine dépensait aussi 60 000 $ par an en main-d'œuvre pour réparer les éclatements quotidiens. L'effet cumulatif était une perte de rendement significative, des distributions de processus perturbées, et des préoccupations accrues de sécurité et propreté.

Méthodes alternatives testées

Ken Bowles, coordinateur d'actifs équipements compoundage chez Solvay, a évalué de nombreuses solutions. Les tuyaux inox courts rayon Type 304/316 ne tenaient que 7–21 jours sous basse pression (4 psi). Autres essais : coudes à long rayon, coudes à déflection à poche arrière, coudes céramiques, coudes en verre et gainés verre, revêtements chrome avec projection carbure de tungstène. Solvay a aussi envisagé de passer à un système pneumatique à phase dense ou des convoyeurs spirales avec alimentateurs vibrants.

Toutes les approches ont produit des résultats inacceptables : dégradation excessive des granulés, contamination produit, et nécessité de retirer et nettoyer les coudes entre changements de produit et couleur. Vu le grand nombre de coudes, ces méthodes étaient infaisables.

La solution Kennametal Conforma Clad

L'usine utilisait déjà le revêtement WPR‑29 populaire de Kennametal Conforma Clad pour protéger les barils d'extrudeuse. Bowles a testé des coudes courts rayon 45° et 90° sur lignes de convoyage de 4, 6 et 8 pouces. Les coudes ont performé exceptionnellement, et Bowles a vite réalisé qu'il avait trouvé une solution d'usure permanente.

Il a ensuite déployé progressivement des composants gainés supplémentaires : les lignes les plus agressives ont reçu des lignes de convoyage pneumatique gainées, suivies des points d'usure moins agressifs. Les coudes gainés d'origine ont duré 2–3 ans, certains performant encore après neuf ans de service.

Encouragé par le succès, Bowles a spécifié des tuyaux gainés pour sections de 30 pouces en aval, des vannes de dérivation gainées en 2001, des chutes de transition d'extrudeuse et guides de brins de granulateur gainés, et des cyclones gainés en 2002. En 2003 il a ajouté des sections de tuyaux gainés au système gravitaire et roté les sections droites de 90° pour augmenter la durée de vie d'usure.

Aujourd'hui Bowles continue d'installer des pièces gainées et maintient un stock de secours. Il dit : « Kennametal Conforma Clad était la seule solution "installez et oubliez". » Il spécifie maintenant le revêtement Kennametal Conforma Clad sur tous les nouveaux équipements.

Bowles crédite le rôle actif des ingénieurs Kennametal dans les projets. « Nous avons affronté quelques défis sur neuf ans, mais Kennametal Conforma Clad a pris la copropriété des projets et nous avons travaillé ensemble pour les résoudre. Ils veulent comprendre nos problèmes d'usure et sont responsables. Cela a fait toute la différence », dit-il.

Convaincre la direction d'investir dans le gainage était initialement difficile. Bowles a collecté des données sur la main-d'œuvre, pièces, et économies de produit perdu grâce aux éclatements réduits. L'entreprise a vite réalisé que les coûts initiaux de gainage seraient récupérés par améliorations de rendement et réductions de perte de produit. L'usine récupère maintenant le coût du gainage en quatre à cinq mois.

Les anciens membres de l'équipe de réparation par soudure Mike Clark et Stan Branham se concentrent maintenant sur des projets proactifs au lieu de réagir aux éclatements inattendus. Branham dit : « Chaque fois qu'un tuyau non protégé éclate, on le remplace par un de Kennametal Conforma Clad. On peint toutes les pièces Kennametal Conforma Clad en jaune. Un jour, on aimerait peindre toute la ligne en jaune. »

Technologie Kennametal Conforma Clad

Kennametal Conforma Clad est un fournisseur leader de solutions d'usure sévère pour applications industrielles impliquant abrasion, corrosion et érosion extrêmes.

Son revêtement carbure de tungstène brasé par infiltration est métallurgiquement lié aux surfaces des composants. Le système de livraison par tissu de Kennametal permet au carbure de tungstène densément packé d'être appliqué uniformément sur géométries complexes, produisant une couche protectrice qui s'use à un taux uniforme et prévisible. Le résultat est un gainage durable, hautement résistant à l'abrasion et à la corrosion.

En plus, Kennametal offre des composants haute performance utilisant la technologie de pressage isostatique à chaud (HIP) de Kennametal HTM. Barils HIP et ébauches d'éléments de vis sont deux tels produits offrant d'excellentes caractéristiques d'usure pour vie de produit améliorée et performance de processus. Plus d'infos sur la technologie HIP et autres solutions matériaux avancées de Kennametal HTM sur www.kennametal.com.