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L'asphalte et le bitume sont solides ou semi-solides à température ambiante. Ils doivent être chauffés pour rester fluides ; par conséquent, les débitmètres destinés à ces applications nécessitent une enveloppe chauffante afin de maintenir la fluidité du fluide lors des arrêts et des redémarrages.
Deux technologies sont couramment utilisées pour la mesure de l'asphalte et du bitume : les débitmètres à engrenages ovales et les débitmètres Coriolis. Un débitmètre à engrenages ovales avec enveloppe chauffante constitue une solution économique, notamment pour l'asphalte propre et les conduites de petit diamètre. Pour les applications exigeantes, un débitmètre Coriolis avec enveloppe thermique offre une grande précision de mesure, une performance stable malgré les variations de viscosité et la mesure simultanée du débit massique et de la masse volumique.
La viscosité de l'asphalte et du bitume varie considérablement avec la température ; le contrôle de celle-ci est donc un critère essentiel lors du choix d'un débitmètre. Ce dernier doit fonctionner dans une plage de températures permettant de maintenir l'asphalte suffisamment fluide pour un pompage et une mesure stables. Pour les liants bitumineux Superpave, des viscosités cibles d'environ 170 mPa·s pour le malaxage et 280 mPa·s pour le compactage sont généralement utilisées comme références, bien que la température de fonctionnement réelle dépende de la qualité du liant, de sa formulation et des spécifications du matériau.
Une enveloppe chauffante permet de maintenir la température autour du corps du compteur et de réduire le risque de solidification de l'asphalte dans la chambre de mesure lors des arrêts ou des arrêts prolongés. Ceci est particulièrement important pour les compteurs volumétriques, tels que les compteurs à engrenages ovales, où le bitume solidifié peut restreindre le mouvement du rotor et rendre le redémarrage difficile. La vapeur, l'eau chaude ou l'huile caloporteuse peuvent être utilisées comme fluide caloporteur ; l'enveloppe est généralement envisagée conjointement avec l'isolation des tuyauteries et le traçage thermique. Par conséquent, lors du choix d'un débitmètre d'asphalte, il convient de spécifier la température de fonctionnement requise, les conditions d'arrêt, la méthode de chauffage et la viscosité de l'asphalte, ainsi que la plage de débit, la pression, le diamètre des tuyauteries et la précision requise.
Pour les applications liées à l'asphalte et au bitume, deux technologies de débitmètres sont particulièrement pertinentes : le débitmètre à engrenages ovales et le débitmètre Coriolis. Toutes deux conviennent aux fluides à haute viscosité , mais elles utilisent des principes de mesure différents et présentent des avantages distincts pour la mesure de fluides thermosensibles.
Un débitmètre à engrenages ovales utilise la mesure volumétrique, grâce à deux engrenages qui tournent à l'intérieur de la chambre de mesure lors du passage de l'asphalte. Ce modèle est particulièrement adapté aux liquides visqueux et peut être équipé d'une enveloppe chauffante pour maintenir la température requise autour de la chambre de mesure. Il est généralement privilégié lorsque la mesure volumétrique est suffisante et que le coût de l'équipement est un facteur important.
Un débitmètre Coriolis mesure le débit massique à travers des tubes vibrants et fournit des informations sur la densité en plus du débit massique. L'absence d'engrenages mécaniques dans le circuit d'écoulement évite l'usure du rotor et des engrenages associée aux débitmètres volumétriques. Il est donc particulièrement adapté aux applications impliquant des particules, des additifs, des exigences de précision élevées ou nécessitant une mesure directe de la masse et de la densité.
Le choix entre les deux dépend de l'application concrète et non du seul principe de mesure.
Une fois les exigences de l'application clairement définies, le choix entre un débitmètre à engrenages ovales et un débitmètre Coriolis devient plus simple. Nous comparons ci-dessous les deux options de Silver Automation Instruments afin de montrer l'adéquation de chaque technologie aux applications d'asphalte et de bitume.
Quelle que soit l'option choisie, nous déconseillons de sélectionner le débitmètre en fonction uniquement des plages de viscosité et de température. Il est également nécessaire de prendre en compte la viscosité réelle de l'asphalte à la température de fonctionnement, les débits minimum et maximum, la pression et la hauteur manométrique disponible avant de déterminer la taille et la configuration définitives du débitmètre.
| Paramètre | Équipement ovale + veste (série LC) | Coriolis + Veste (Série SH-CMF) |
| Principe de mesure | Déplacement positif, nombre d'engrenages mécaniques | Tube vibrant, effet Coriolis |
| En lisant | débit volumétrique | Débit massique + densité |
| Précision | 0,2 % à 0,5 % | 0,1 % à 0,5 % |
| Limite de viscosité | 2000 mPa·s | Aucune limite intrinsèque, mais vérifier la chute de pression à haute viscosité |
| Température moyenne | Version standard : -20 à 60 °C. Version haute température : 60 à 200 °C. | -50 à 350 °C |
| Tolérance aux particules | Niveau inférieur. Nettoyage des médias recommandé, filtre conseillé | Plus élevé. Aucune pièce mobile en contact avec le fluide |
| Coût relatif | Inférieur | En général, 2 à 4 fois l'engrenage ovale |
| Cas d'utilisation typique | Asphalte propre, lignes fines, sensibilité aux coûts | Médias chargés de particules, grande taille de ligne, transfert de propriété, lecture de densité nécessaire |
Le choix entre engrenages ovales et Coriolis devient plus clair lorsqu'on examine trois variables d'application.
Propreté du fluide : Un asphalte raffiné et propre convient aux deux technologies. En revanche, si le fluide contient une quantité importante de particules, de modificateurs ou de matériaux recyclés, la technologie Coriolis est préférable car elle ne comporte aucun engrenage mécanique dans le circuit d’écoulement.
Dimensionnement et budget : Pour les lignes de petit diamètre (DN50 et inférieur), les réducteurs ovales sont souvent privilégiés lorsque le coût de l’équipement est un facteur déterminant. Pour les lignes de plus grand diamètre ou les applications exigeant une précision de mesure supérieure, les réducteurs Coriolis peuvent justifier leur coût initial plus élevé.
Exigences en matière de débit massique ou de densité : Si le procédé requiert uniquement une mesure de débit volumique, un débitmètre à engrenages ovales peut suffire. En revanche, lorsqu’une mesure directe du débit massique ou de la densité est nécessaire, un débitmètre Coriolis est plus approprié.
Prenons l'exemple d'une conduite de refoulement d'une centrale d'enrobage fonctionnant à environ 150 °C avec de l'asphalte raffiné et une teneur en particules relativement faible. Si le procédé requiert principalement une mesure de débit volumique, un débitmètre à engrenages ovales avec enveloppe chauffante peut constituer une solution pratique.
Si la même ligne de production traite régulièrement de l'asphalte modifié contenant des additifs polymères ou d'autres matières solides, les composants mécaniques d'un débitmètre à engrenages ovales nécessitent une évaluation plus approfondie. Dans ce cas, l'utilisation d'un débitmètre Coriolis peut s'avérer judicieuse car il élimine l'usure du rotor et des engrenages dans le circuit d'écoulement.
Une conduite de déchargement de petite taille, traitant de l'asphalte raffiné, stable et propre, présente une situation différente. Lorsque la mesure volumétrique est suffisante et que le coût de l'équipement est un facteur déterminant, un débitmètre à engrenages ovales avec enveloppe chauffante peut répondre aux exigences de l'application sans les fonctionnalités supplémentaires d'un débitmètre Coriolis.
Les débitmètres à engrenages hélicoïdaux constituent une autre option de débitmètre volumétrique pour les liquides visqueux. Leur rotor hélicoïdal convient aux applications à haute viscosité et à des débits importants, mais ils sont moins fréquemment utilisés que les débitmètres à engrenages ovales et les débitmètres Coriolis pour les applications à l'asphalte abordées ici.
Pour la plupart des projets d'asphalte et de bitume, nous évaluerions d'abord les engrenages ovales et le Coriolis en fonction des conditions de fonctionnement réelles avant d'envisager une technologie de mesure alternative.
La même logique de sélection de base peut s'appliquer au goudron de houille et au bitume modifié, mais il ne faut pas se contenter de réutiliser les paramètres standard de l'asphalte. La viscosité, la température de service, la teneur en matières solides, la corrosivité et la compatibilité des matériaux peuvent varier considérablement selon les milieux et les formulations.
Le bitume modifié SBS, par exemple, peut présenter une viscosité et des caractéristiques d'écoulement sensiblement différentes de celles du bitume de base. En présence de modificateurs ou d'autres matières solides, il convient d'évaluer leur impact potentiel sur l'usure mécanique lors du choix du débitmètre.
Avant de dimensionner un débitmètre pour ces fluides, nous recommandons de vérifier la viscosité réelle à la température de fonctionnement, la plage de températures, la pression, la plage de débit et la compatibilité des matériaux.
Préchauffage : Avant de redémarrer un système après un arrêt, les opérateurs doivent faire circuler le fluide caloporteur et vérifier que l’asphalte a retrouvé une consistance suffisamment fluide. Cela réduit le risque de surcharge mécanique au début de la mesure.
Tuyauterie : Les débitmètres à engrenages ovales et les débitmètres Coriolis ont généralement des exigences de tuyauterie rectiligne moins strictes que les débitmètres à vortex, ce qui peut simplifier certaines installations de modernisation. Il convient toutefois de respecter les instructions d’installation du fabricant pour le débitmètre choisi.
Fluide caloporteur : vapeur, eau chaude et huile caloporteuse peuvent être utilisés pour le chauffage des compteurs ou des canalisations, selon la température requise et les ressources disponibles sur l’installation. Le choix du mode de chauffage doit tenir compte de l’isolation, du traçage thermique, des conditions ambiantes et des exigences d’arrêt.
Le choix approprié dépend des conditions réelles du procédé, et non de la seule viscosité. Envoyez-nous :
Envoyez un courriel à sales@silverinstruments.com ou votre schéma P&ID . Nous vous aiderons à déterminer le type et la configuration de compteur les plus adaptés.
