français
Parmi les revêtements anticorrosion haute performance utilisés dans la construction navale, la protection des structures métalliques et autres domaines connexes, les revêtements époxy, les primaires époxy riches en zinc et les finitions polyuréthanes sont les plus couramment employés. Cependant, ces revêtements présentent généralement une viscosité et une teneur en matières solides élevées, et contiennent des particules. Lors de la projection, la mesure et le contrôle précis du débit constituent un défi constant pour les ingénieurs sur site. En particulier, lorsque le diamètre des tuyaux est de seulement 6,35 mm à 9,52 mm (1/4 à 3/8 pouce) , le débit est aussi faible que 3 litres par minute et la pression de service atteint 400 bars, rendant difficile le fonctionnement correct des débitmètres classiques.
En se basant sur un ensemble de paramètres typiques des revêtements époxy et polyuréthane, cet article aborde plusieurs points clés à prendre en compte lors du choix d'un débitmètre pour les peintures à haute viscosité.
Prenons l'exemple d'un revêtement époxy, l'Hempadur 4774D. Sa viscosité atteint 105 kU (environ 3 500 cP), tandis que celle d'une autre couche de finition polyuréthane, la 5521, se situe entre 63 et 87 kU (environ 800 cP). La densité varie entre 0,9 et 1,5 kg/L. Ces revêtements contiennent également de la poudre de zinc, des pigments et des charges, avec une teneur maximale en matières solides pouvant atteindre 80 %. Plus important encore, un diluant (5 % de diluant) est nécessaire sur site pour ajuster la viscosité d'application, ce qui implique que le même débitmètre doit pouvoir traiter plusieurs fluides aux propriétés rhéologiques différentes.
Le débitmètre à turbine peut subir un blocage de la roue en raison de la viscosité élevée du liquide.
Dans ces conditions, les débitmètres à turbine traditionnels peuvent subir un blocage de la roue dû à une viscosité élevée. Les débitmètres électromagnétiques nécessitent un milieu conducteur, ce que de nombreux revêtements à base de solvants ne permettent pas. Les débitmètres à pression différentielle subissent une perte de charge importante et une chute brutale de précision à faibles débits et à viscosité élevée. Par conséquent, une solution de mesure de débit spécifiquement conçue pour les fluides à viscosité élevée, à faible débit et à haute pression est indispensable.
Actuellement, les solutions les plus abouties pour les lignes de pulvérisation d'époxy et de polyuréthane sont le débitmètre massique Coriolis et le débitmètre à engrenages ovales (un type de débitmètre volumétrique). Leurs caractéristiques sont détaillées ci-dessous.
Un débitmètre massique Coriolis mesure directement le débit massique, indépendamment des variations de viscosité, de densité ou de température du fluide. Dans les cas où la viscosité de peintures comme la 4774D et la 5521 diffère considérablement, le débitmètre Coriolis garantit une précision élevée de ±0,1 % à ±0,2 % sans correction. De plus, il fournit directement les signaux de densité et de température, permettant ainsi de contrôler facilement la dilution de la peinture.
Le passage intégral du capteur Coriolis permet le passage de liquides contenant des particules.
Pour les applications de pulvérisation haute pression, un débitmètre Coriolis haute pression (avec une pression nominale maximale de 414 bars ou plus) est parfaitement adapté à une pression de service de 400 bars. Sa conception à passage intégral permet aux fines particules (telles que la poudre de zinc et les agglomérats de pigments) présentes dans la peinture de circuler librement sans risque d'obstruction. Sa construction en acier inoxydable 316L répond aux exigences de résistance à la corrosion de la plupart des revêtements industriels.
Cependant, le coût d'un débitmètre Coriolis est relativement élevé. Pour des débits compris entre 3 et 15 L/min, il convient de choisir un diamètre de tuyau approprié (1/4 pouce ou 3/8 pouce) afin d'optimiser la perte de charge et la précision.
Un débitmètre à engrenages ovales est un débitmètre volumétrique (débitmètre DP) qui utilise deux engrenages en prise pour mesurer le volume de fluide qui le traverse. Pour les liquides à haute viscosité, les fuites à travers les interstices entre les engrenages et le boîtier diminuent ; par conséquent, plus la viscosité est élevée, meilleure est la précision du débitmètre, qui atteint généralement ±0,5 %. À un débit minimal de 3 L/min, le débitmètre à engrenages peut fournir un signal impulsionnel stable, ce qui le rend particulièrement adapté au dosage par lots ou au mélange proportionnel.
Les débitmètres à engrenages ovales supportent des pressions supérieures à 400 bars et sont plus économiques que les débitmètres Coriolis. Si une sortie de signal 4-20 mA est nécessaire, un transmetteur ou un instrument secondaire peut être raccordé. Leur principal inconvénient réside dans la présence d'engrenages mobiles. Si la peinture contient de nombreuses particules dures (par exemple, de la poudre de zinc dans les primaires époxy riches en zinc), les engrenages risquent de se casser ; à terme, l'usure entraîne une dégradation de la précision.
Lors des demandes de renseignements et des processus d'achat, de nombreux clients ne fournissent que le diamètre du tuyau et la plage de débit, omettant des détails essentiels. Forts de notre expérience avec des débitmètres similaires pour peintures à haute viscosité, nous recommandons de vérifier les points suivants avant de choisir un débitmètre pour peinture à haute viscosité :
Taille maximale des particules dans le fluide : Bien que les peintures époxy et polyuréthane ne contiennent pas de grosses particules comme certaines suspensions alimentaires, les agglomérats de pigments, les charges non dispersées ou les grumeaux formés lors du durcissement peuvent obstruer le débitmètre. Si la taille des particules dépasse 0,5 mm, un débitmètre Coriolis à passage intégral est recommandé.
Type de raccordement : Pour les tuyaux de 6,35 mm (1/4 pouce) ou 9,52 mm (3/8 pouce), on utilise généralement des filetages femelles NPT, des raccords à bague ou des raccords pour flexibles haute pression. À 400 bar, l’utilisation de joints coniques ou de joints métalliques est recommandée pour éviter les fuites.
Type de signal de sortie : La plupart des systèmes de contrôle de pulvérisation nécessitent un signal analogique 4-20 mA pour une surveillance continue, ou un signal impulsionnel pour le contrôle par lots. Certains projets peuvent également nécessiter une communication Modbus RTU ou Modbus TCP pour transmettre les données de débit à une salle de contrôle ou au cloud.
Débitmètres ATEX : Les peintures contenant souvent des solvants organiques (par exemple, xylène, butanone), les sites de pulvérisation étant généralement situés dans des zones dangereuses, des débitmètres ATEX sont nécessaires dans de tels cas. Il convient de sélectionner un débitmètre à sécurité intrinsèque ou antidéflagrant, à utiliser conjointement avec une barrière de sécurité.
Outre la surveillance classique du débit de pulvérisation décrite ci-dessus, des débitmètres similaires sont également largement utilisés dans les scénarios suivants :
Contrôle du dosage des peintures bi-composantes : les peintures époxy nécessitent généralement un mélange avec un durcisseur dans des proportions précises. Deux débitmètres de haute précision (un pour la base époxy, l’autre pour le durcisseur) associés à une vanne proportionnelle permettent un contrôle en boucle fermée et garantissent un dosage constant. Le débitmètre Coriolis présente des avantages considérables dans cette application, car il permet de mesurer simultanément la densité afin de vérifier l’homogénéité du mélange.
Dosage par lots de petite taille : Certaines lignes de remplissage automatiques nécessitent la distribution de 28 ml de peinture toutes les 6 secondes. Dans ce cas, la répétabilité à très faible débit est essentielle. Grâce à son principe de fonctionnement volumétrique, un débitmètre à engrenages offre une meilleure répétabilité à faibles débits que de nombreux autres types de débitmètres.
Pulvérisation airless haute pression : Dans les équipements de pulvérisation airless fonctionnant à des pressions allant jusqu’à 400 bars, le débitmètre doit non seulement résister à la pression, mais aussi à l’érosion due à la peinture à haute vitesse. Les débitmètres Coriolis en acier inoxydable et les débitmètres à engrenages conviennent, mais il convient de vérifier si la chute de pression à travers le débitmètre affecte la forme du jet de pulvérisation.
Pour les peintures époxy et polyuréthane telles que Hempadur 4774D et 55210, avec une plage de viscosité de 800 cP à 3500 cP, une pression de service maximale de 400 bar et un débit minimal de 3 L/min, les deux options suivantes sont recommandées :
Si le budget le permet et que des informations supplémentaires telles que la densité et la température sont nécessaires, choisissez un débitmètre massique Coriolis haute pression avec un alésage de 1/4 pouce ou 3/8 pouce, en matériau 316L et une sortie 4-20 mA ou Modbus.
Si le rapport coût-efficacité est une priorité et que la peinture contient peu de particules dures, choisissez un débitmètre à engrenages en acier inoxydable avec sortie à impulsions et un module de conversion 4-20 mA, en prêtant attention à la résistance à l'usure du matériau des engrenages.
Quel que soit le débitmètre choisi, nous recommandons d'effectuer un essai à petite échelle en conditions réelles d'utilisation afin de vérifier sa précision et sa stabilité au débit le plus faible et à la viscosité la plus élevée. Si vous recherchez une solution de mesure de débit adaptée aux revêtements époxy, aux laques de finition polyuréthanes ou aux primaires époxy riches en zinc, veuillez nous indiquer le nom du fluide, sa température de fonctionnement et la perte de charge admissible. Nous pourrons alors vous recommander le modèle le plus approprié et vous fournir un devis.
