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Comment gérer les faibles débits de liquide ? Partie 5

19 Mai 2020 Bart de Jong

5ème partie - Comment gérer les conditions externes ?

Dans le monde de la régulation et de la mesure de débits, nous faisons une distinction entre « faibles débits » et « forts débits ». Mais qu’est-ce que cela signifie réellement ? Bronkhorst fournit des débitmètres et des régulateurs dans la gamme « faible débit ». Savez-vous ce que signifie « faible débit » ? Dans notre série d’articles, nous expliquons la différence et partageons nos conseils et nos astuces sur les installations à faible débit de liquide. Dans cette dernière partie de notre série d’articles, vous en apprendrez plus sur l’influence des conditions ambiantes sur les instruments.

Consultez la partie 1 de cette série
external conditions vibrations in flow-meter or coriolis

Quelle influence les conditions ambiantes peuvent-elles avoir sur votre débitmètre ?

Les débitmètres Bronkhorst mentionnés dans les précédents articles de la série, qui sont capables de mesurer des (ultra) faibles débits, y sont très sensibles. Cela implique que même les perturbations les plus infimes du procédé d’un client ou des conditions ambiantes peuvent être perceptibles. Toute perturbation éventuellement déjà présente dans le procédé est désormais vue par le capteur, grâce aux mesures beaucoup plus précises de ces débitmètres très sensibles. Un client peut alors réagir en se disant que « quelque chose ne va pas avec ce débitmètre ! » Mais n’oubliez pas que nos outils ne sont que des transmetteurs d’information ! Et utilisez plutôt les informations de cette série d’articles de blog pour optimiser votre propre procédé. Vérifiez les éléments externes tels que les tuyaux qui en amont et en aval du débitmètre, l’influence de tout équipement vibrant dans l’environnement ou l’éventuelle présence de particules solides dans le liquide.

Pour mettre ce qui précède en pratique : lors du choix d’un régulateur de débit ou d’un débitmètre massique Coriolis, une pression amont relativement élevée sera nécessaire pour compenser la chute de pression (perte de charge) relativement élevée de l’appareil, ce qui est globalement le cas lorsque les instruments Coriolis fonctionnent dans leur plage de débit nominale. Toutefois, pour les instruments Coriolis ayant une large gamme de mesure (jusqu’à 1 % de la pleine échelle), la perte de charge dans la partie inférieure de l’échelle est généralement négligeable et comparable à celle des débitmètres thermiques.

Bien que les mesures faites avec un débitmètre Coriolis soient beaucoup plus précises qu’avec un débitmètre thermique, une forte pression amont d’un volume sous pression va causer la dissolution d’une plus grande quantité de gaz dans le liquide. La libération de ce gaz dissous sous forme de bulles lors de la détente à une pression inférieure dans le procédé entraîne une instabilité. Cette série d’articles sur les faibles débits est destinée à vous sensibiliser à tout ce que vous pouvez faire pour améliorer la configuration de votre procédé, chaque méthode ayant ses propres avantages, ses inconvénients et ses effets induits.

Quels tuyaux dois-je choisir ?

Choisissez le plus petit tuyau possible. En minimisant la longueur et le diamètre du tuyau d’alimentation de liquide entre le débitmètre et le procédé, le temps nécessaire au remplissage et au renouvellement sera aussi court que possible. La chute de pression sur les débitmètres massiques Coriolis est beaucoup plus importante que sur les débitmètres thermiques parce que le capillaire de ces derniers est environ 20 fois plus court et que son diamètre est plus large. Trouvez la solution optimale entre la perte de charge et le plus petit volume intérieur de tuyau possible. Pour les faibles débits jusqu'à 100 g/h, il est recommandé d’utiliser un tuyau d’un diamètre extérieur de 1/16 pouce (~ 1,6 mm). Pour les débits supérieurs, nous recommandons des tuyaux de 1/8 pouce (~ 3,2 mm) afin de limiter la perte de charge. Essayez d’utiliser aussi peu que possible des raccords, coudes ou connecteurs en T, car ils risquent de provoquer une accumulation de bulles d’air et une instabilité du débit. Si nécessaire, utilisez des raccords de petit volume.

Conduites
Conduites

Le choix de tuyaux rigides (en acier inoxydable, par exemple) ou souples dépend principalement de la pression d’utilisation. Il est rare que des tuyaux souples soient utilisés à haute pression. Pour les débits inférieurs à 2 g/h, l’utilisation de tuyaux rigides est fortement recommandée parce qu’elle permet de prévenir les changements de volume interne et perturber la mesure. Pour les débitmètres avec capillaires en hastelloy, nous recommandons d’utiliser des tuyaux en hastelloy. Du polyétheréthercétone, ou PEEK, est de préférence appliqué pour les liquides agressifs qui attaquent l’acier inoxydable.

Lisez notre article : Pourquoi le choix de la tuyauterie est-il important pour les débitmètres massiques thermiques ?

Plus d'information sur la tuyauterie

Se prémunir des coups de bélier en évitant les changements soudains de diamètres des tuyaux

Le coup de bélier est un phénomène qui nécessite une attention particulière. Vous le connaissez déjà de par vos toilettes ou votre lave-vaisselle à la maison : il s’agit du choc hydraulique qui se produit lorsqu’un liquide en mouvement est soudainement forcé à s’arrêter ou à changer de direction. Il en résulte alors des variations de pression nettement supérieures aux valeurs de pression (statique) pour lesquelles un système a généralement été dimensionné.

Préservez-vous des coups de bélier en évitant les changements soudains de diamètre d’un tuyau à l’autre, en installant un petit amortisseur de pulsations (lorsqu’une colonne de gaz isolée avec une membrane a un effet d'amortissement), en augmentant progressivement une pression appliquée ou en évitant de faire fonctionner une pompe alors qu’une vanne est fermée.

Comment gérer les vibrations ?

Les vibrations d’une pompe ou d’un autre équipement environnant peuvent avoir un impact négatif sur les performances des débitmètres massiques Coriolis. En effet, le principe de fonctionnement des instruments Coriolis repose sur les vibrations. Il convient donc de s’assurer que les pompes et autres machines environnantes vibrent à des fréquences différentes de celle du débitmètre Coriolis. Afin d’empêcher ces vibrations extérieures d’atteindre le débitmètre Coriolis, vous pouvez utiliser un tuyau en PEEK (légèrement flexible), ou le débitmètre/régulateur de débit peut être dissocié mécaniquement en faisant faire une boucle au tuyau rigide (« lyre en cor de chasse »). Pour les instruments Coriolis, Bronkhorst dispose de blocs massiques de 2 kg et 4 kg avec amortisseurs de vibrations, des éléments tampons supplémentaires pour absorber les vibrations.

Lisez notre article : Que faire en cas de vibrations lors de l'utilisation de débitmètres massiques Coriolis

Lisez notre article
Bloc massique pour débitmètres Coriolis
Bloc massique pour débitmètres Coriolis

Et concernant l’étalonnage ?

Nous vous recommandons d’étalonner les débitmètres thermiques tels que les appareils μ-FLOW et LIQUI-FLOW une fois par an. Pour les appareils Coriolis comme le mini CORI-FLOW ML120, aucun étalonnage n’est nécessaire, car leur principe de mesure est moins sensible au vieillissement. Dans certains secteurs (automobile, pharmaceutique et alimentaire, par exemple), un étalonnage régulier est toutefois exigé par la législation ou par la normalisation. Dans ces secteurs, il est d’une importance vitale que les appareils de mesure indiquent des valeurs exactes. À des fins d’étalonnage, il peut être utile d’appliquer des tuyaux flexibles transparents, en Téflon, par exemple, afin de pouvoir détecter visuellement toute bulle de gaz présente dans le liquide d’étalonnage.

Centre d'étalonnage Bronkhorst
Centre d'étalonnage Bronkhorst

Utilisez des filtres à particules pour éviter tout encrassement

Afin d’empêcher les tuyaux et capillaires de débitmètres de petit diamètre de s’encrasser, ou de prévenir les dommages des vannes de régulation piézoélectriques, il est recommandé d’intégrer en amont un ou plusieurs filtres à particules. Cette démarche est importante en cas d’utilisation de capteur à petit diamètre et de vannes de régulation pour les débits les plus faibles. Les pores du filtre doivent être au moins dix fois plus petits que le capillaire de mesure, orifice ou restriction de régulation dans le système et, en amont d’une vanne de commande piézoélectrique, la taille recommandée pour les pores est de 5 microns. Une grande surface de filtre peut compenser une perte de charge importante causée par la petite taille des pores.

Plus d'information sur les filtres Bronkhorst.

Vous souhaitez en savoir plus ?

Cet article est la dernière partie des 5 articles de blog de cette série. Consultez les parties précédentes :

E-book : Comment gérer les faibles débits de liquide ?

Question consacrée aux débits de liquide inférieurs à 100 g/h

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