Détection fiable du niveau et du niveau limite dans des conditions de process réelles
La poudre de PVC fait partie des solides en vrac les plus exigeants de l’industrie chimique. Fine, fortement génératrice de poussière, sujette aux charges électrostatiques et présentant une faible valeur DK comprise entre 1,6 et 2,0, elle impose des exigences élevées aux technologies de mesure.
Dans l’application suivante, un exploitant d’installation d’Europe de l’Est recherchait pour une installation existante une solution fiable de mesure de niveau et de détection de niveau limite, capable de répondre durablement aux exigences ATEX ainsi qu’aux conditions environnementales locales.
Les hivers y sont particulièrement rigoureux, avec des périodes régulières de gel intense, de neige et de verglas. Dans ces conditions, les capteurs doivent garantir une mesure précise tout en offrant une grande robustesse mécanique et une excellente résistance aux températures extrêmes. Les interventions de maintenance, notamment sur la passerelle située au-dessus des silos, doivent être réduites au minimum, également pour des raisons de sécurité.
L’exploitant recherchait donc des solutions de mesure nécessitant peu de maintenance et capables de fonctionner de manière fiable même dans des conditions environnementales et de process difficiles. Une phase d’essais en plusieurs étapes a été menée en étroite collaboration avec l’exploitant afin d’identifier la solution la mieux adaptée.
Défis typiques liés à la poudre de PVC
Avant d’aborder les différentes tâches de mesure, il convient d’examiner les conditions générales de cette application :
- produit en vrac très fin, temporairement fluidisé, avec une faible valeur DK
- forte formation de poussière dans des silos hauts et étroits
- dépôts et charges électrostatiques
- zones ATEX 20 et 21
- fonctionnement toute l’année avec montage sur le toit du silo, variations de température, gel et neige
Deux tâches de mesure concrètes issues de cette même application montrent comment ces défis peuvent être relevés dans la pratique.
Tâche de mesure 1
Mesure continue du niveau dans de la poudre de PVC
Situation initiale : Dans des silos en acier de 22 mètres de hauteur, des capteurs radar d’un autre fabricant étaient auparavant utilisés. En pratique, ils fournissaient toutefois des valeurs de mesure fluctuantes et peu fiables. La cause était probablement la très faible valeur DK de la poudre de PVC qui, combinée à une atmosphère fortement chargée en poussière, entraînait une réflexion radar insuffisante.
L’exploitant recherchait donc un capteur sans maintenance capable de fournir des résultats de mesure constants, même dans ces conditions exigeantes.
Gesucht wurde daher ein wartungsfreier Sensor, der auch unter diesen Bedingungen konstante Messergebnisse liefert.
Détecteur à palette rotative spécialement adapté et capteur électromécanique à plomb assurent de manière fiable la mesure de niveau et la protection contre le surremplissage
Le capteur électromécanique à plomb est utilisé pour la mesure continue du niveau dans des silos de stockage contenant une grande variété de solides en vrac. Grâce à son principe de mesure simple et robuste, il constitue dans la pratique une solution éprouvée, en particulier pour les produits présentant une faible valeur DK.
Un poids de mesure est descendu à l’aide d’un ruban jusqu’à la surface du produit, puis ramené à sa position supérieure. La longueur de ruban mesurée correspond au niveau de remplissage et est convertie en un signal analogique. Des interfaces Modbus et Profibus sont également disponibles.
Pour cette application, l’élément déterminant est le système intégré de nettoyage du ruban. Après chaque cycle de mesure, il élimine efficacement la poussière de PVC présente sur le ruban de mesure. Cela empêche la pénétration de poussière dans la chambre mécanique et réduit considérablement les risques d’encrassement.
Bien que les compartiments mécanique et électronique du NivoBob® soient hermétiquement séparés, l’unité à ruban qui pénètre dans la chambre mécanique n’est, par conception, pas hermétique. En raison du caractère fortement fluidisable du produit et des surpressions pouvant se produire lors du remplissage dans certaines conditions de process, un raccord d’air comprimé existant a été utilisé. Des purges d’air occasionnelles dans la chambre mécanique assurent une protection supplémentaire et garantissent un fonctionnement fiable et durable.
Une sécurité supplémentaire est assurée par le chauffage intégré, qui protège les compartiments du boîtier contre l’humidité due à la condensation et contre les effets du gel qui peuvent en résulter.
Résultat : Valeurs de niveau stables et reproductibles, sans maintenance, même en présence d’une atmosphère poussiéreuse, de dépôts de produit et de solides en vrac à faible valeur DK.
Pourquoi le NB 3200 convainc dans cette application :
- Mesure fiable malgré une atmosphère poussiéreuse, des dépôts de produit et une faible valeur DK
- Version à bande pour des hauteurs de mesure jusqu’à 40 m
- Certification ATEX II pour les zones 20/21
- Bride DN100 PN16 permettant un remplacement rapide sans modification de l’installation
- Poids de mesure en PVC avec pointe, particulièrement adapté aux solides en vrac fins
- Chauffage intégré du boîtier jusqu’à −40 °C
- Version conçue pour des surpressions de process élevées
NivoBob® NB 3200 en version à bande
Tâche de mesure 2
Détection de niveau limite / protection contre le surremplissage
Situation initiale : Pour la protection contre le surremplissage, l’exploitant utilisait jusqu’alors des détecteurs vibratoires d’un autre fabricant. Cependant, un problème récurrent est apparu dans le fonctionnement quotidien:
- La fine poudre de PVC a tendance à former d’importants dépôts.
- Mauvaises propriétés d’écoulement
- Intervalles de nettoyage mensuels, les détecteurs vibratoires encrassés ne fournissant plus de signaux fiables
- Nettoyage particulièrement complexe en raison de l’emplacement des capteurs sur la passerelle au-dessus des silos
- Travaux de maintenance encore plus difficiles en hiver à cause du froid, de la neige et du verglas
L’exploitant recherchait donc un détecteur de niveau limite capable de fonctionner de manière fiable même en présence de dépôts de produit, tout en éliminant la nécessité de nettoyages réguliers.
Le détecteur à palette rotative RN 3002 avec rallonge tubulaire est principalement utilisé comme détecteur de niveau haut dans les silos de stockage et les réservoirs de process. Son principe de mesure fonctionne de manière fiable indépendamment de la poussière et des dépôts, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications avec de la poudre de PVC.
Afin de déterminer l’orientation optimale du détecteur à palette rotative, un manchon coulissant a été utilisé durant la phase d’essais pour ajuster la hauteur de montage et définir la profondeur d’insertion idéale. La rallonge tubulaire a ainsi pu être adaptée individuellement à la géométrie du silo, garantissant un point de commutation exactement positionné à l’endroit souhaité.
Grâce à la sensibilité réglable de la palette rotative, le capteur a pu être ajusté avec précision aux caractéristiques du PVC en poudre dans la zone du cône d’écoulement. Il contribue ainsi de manière fiable à la prévention des surremplissages.
La palette rotative et la rallonge tubulaire sont fabriquées en acier inoxydable, ce qui leur assure une excellente résistance aux propriétés abrasives de la poudre de PVC. Même après une longue durée d’utilisation, le capteur conserve sa stabilité mécanique et sa fiabilité de fonctionnement.
Pourquoi le RN 3002 est supérieur dans cette application :
Contrairement aux détecteurs vibratoires, le détecteur à palette rotative reste pleinement fonctionnel même en présence de dépôts de produit sur la palette. Les blocages sont évités, ce qui supprime la nécessité de nettoyages réguliers.
Par ailleurs, sa construction robuste en acier inoxydable garantit une excellente résistance aux propriétés abrasives de la poudre de PVC, sans impact sur le fonctionnement ni sur la durée de vie du capteur.
Rotonivo® RN 3002 avec rallonge tubulaire ajustable individuellement jusqu’à 4 000 mm pour une définition précise du point de commutation
Particularités du détecteur à palette rotative configuré sur mesure :
- Palette repliable double face pour raccords de process étroits et produits à faible densité apparente
- Rallonge tubulaire verticale et bras de support en acier inoxydable
- Longueur du bras de support de 2 800 mm (acier inoxydable 1.4305) – jusqu’à 4 000 mm possible
- Palier supplémentaire en extrémité de tube pour une stabilité mécanique élevée
- Certification ATEX pour les zones 20 / 21
- Pression de process jusqu’à 5 bar
- Raccord fileté G 1 ½" en acier inoxydable pour une intégration simple dans les installations existantes
- Chauffage intégré du boîtier jusqu’à −40 °C
Fonctionnalités clés :
- Sensibilité réglable pour une adaptation optimale aux caractéristiques du produit
- Temporisation réglable de la sortie de signal
- Logique de commutation configurable (Fail Safe High / Fail Safe Low)
- Réglage en hauteur pour une profondeur d’insertion variable
- Surveillance de rotation
Résultat : une protection fiable contre le surremplissage, sans nettoyage mensuel et sans interventions de maintenance risquées pendant l’hiver.
« Pendant toute la phase d’essais – et même au-delà – les capteurs ont mesuré avec une très grande précision. Les valeurs de mesure ont été étroitement surveillées lors du remplissage et de la vidange, puis vérifiées manuellement à plusieurs reprises. Toutes les mesures se sont révélées parfaitement exactes. Les anomalies que nous connaissions auparavant ne se sont plus reproduites. Pour cette application, ce sont les meilleurs appareils que nous puissions utiliser. »
nous a confirmé l’exploitant de l’installation.
Conclusion : La poudre de PVC exige des technologies de mesure capables de fonctionner de manière fiable dans des conditions réelles de process et d’environnement. Avec le NivoBob® NB 3200 pour la mesure continue du niveau et le Rotonivo® RN 3002 pour la détection du niveau limite, l’exploitant mise sur des solutions robustes et éprouvées sur le terrain, capables de maîtriser efficacement la poussière, les dépôts, le gel et les exigences ATEX.
Résultat : des processus stables, une grande confiance dans les valeurs de mesure et un gain de temps considérable grâce à la suppression des opérations de maintenance régulières.
Chez UWT, nous développons des technologies de mesure qui ne convainquent pas uniquement dans des conditions idéales, mais surtout dans le fonctionnement quotidien.
UWT. LEVEL. UP TO THE MAX.
Passerelle de silo avec équipements de remplissage, de ventilation et capteurs installés pour la surveillance du niveau
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