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Accumulation de poudre dans les tuyaux de transport

Quelles sont les causes profondes de l'accumulation de matériaux dans les canalisations de transport pneumatique ?

Comment résoudre l'accumulation de poudre dans les tuyaux de transport ?

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Résumé de la section
1. Définition de l'accumulation de poudre
2. Explication - causes profondes de l'accumulation de poudre
3. Comment réduire l'accumulation de produit dans le transport pneumatique

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1. Définition de l'accumulation de poudre

Il arrive que les opérateurs d’usine remarquent parfois que la perte de charge dans le tuyau de transport augmente progressivement au fil du temps, entraînant un arrêt de la ligne de transport. Lorsqu’on ouvre le tuyau, on trouve souvent une accumulation de matière, qu’il est nécessaire d’éliminer. Ce type de blocage de tuyau est très différent d’un arrêt soudain de la ligne, souvent dû à une surcharge de produit dans le tuyau, car il se produit progressivement. Cette accumulation de produit est appelée *accumulation de poudre*.

2. Explication - Causes profondes de l'accumulation de poudre

Pourquoi l'accumulation de poudre se produit-elle dans les tuyaux ?

En réalité, il peut exister plusieurs causes profondes conduisant à une accumulation de produit dans le tuyau. Les causes typiques sont liées à la qualité de l’air de transport, à la finesse extrême du matériau transporté ou à la nature cohésive / collante du matériau à transporter.

2.1 Conditions de l’air de transport

Si l’air transportant le matériau est trop humide dans les conditions de transport, alors le matériau peut absorber de l’humidité et présenter une tendance à s’agglomérer. Cela favorise ensuite l’adhérence du matériau à la paroi du tuyau de transport, formant des couches qui finiront par obstruer le tuyau.

Il est donc très important de contrôler l’humidité relative de l’air de transport et de s’assurer qu’elle est suffisamment basse pour éviter tout transfert d’eau vers le matériau transporté. L’ humidité relative doit être calculée dans le tuyau (conditions d’entrée et de sortie), car l’augmentation de pression au début de la ligne, dans le cas du transport pneumatique, modifie considérablement l’humidité relative de l’air.

Some authors also reported seasonal problems where the conveyed material is cold and below the dew point temperature of the air, triggering a condensation of the water contained in the transport air.

2.2 Matériau fin

Certaines sources rapportent également des problèmes causés par des particules très fines (< 10 microns). Ces particules sont en effet si fines qu’elles peuvent se déposer près de la paroi du tuyau, où le flux est laminaire. Une fois dans cette zone, elles adhèrent à la paroi et initient l’accumulation. [1]

2.3 Matériau cohésif / collant

Les causes les plus courantes sont liées à un matériau très cohésif ou collant. Sous l’impact contre le tuyau, notamment au niveau des coudes, la poudre se compacte — dans le cas d’un matériau cohésif — ou adhère — pour un matériau collant. La nature collante est souvent liée aux propriétés du matériau, par exemple en présence de quantités importantes de graisses. Certains matériaux peuvent également modifier leurs propriétés sous l’effet de l’impact, en raison de l’énergie mise en jeu.

Notez que les conditions de température et d’humidité dans le tuyau peuvent rendre collant un matériau qui ne pose pas de problème en conditions ambiantes. C’est particulièrement le cas pour les matériaux présentant une température de transition vitreuse.

L’accumulation se produira très probablement au niveau des coudes, car les particules impactent toutes une zone réduite, bien que certaines poudres puissent également causer des problèmes dans les sections droites de tuyau.

3. Comment réduire l’accumulation dans les lignes de transport pneumatique

Comme vu précédemment, certains matériaux, de par leurs propriétés, provoquent des accumulations. Ainsi, celles-ci ne peuvent pas toujours être totalement évitées, mais elles peuvent être contrôlées grâce à différentes mesures :

• Transporter à la vitesse minimale possible : l’accumulation se produisant souvent aux coudes et étant liée à la force de l’impact, réduire la vitesse de l’air de transport devrait avoir un effet bénéfique.
• Modifier le rayon des coudes de tuyauterie : un rayon de coude trop serré peut être remplacé par un rayon plus long. Il convient cependant de noter que des rayons longs peuvent être néfastes pour certains matériaux (formation de "cheveux d’ange" pour les granulés de polymères, par exemple).
• Utiliser des tuyaux flexibles : les tuyaux souples permettent de casser les accumulations et évitent que celles-ci ne croissent jusqu’à obstruer le tuyau [2]. Cette méthode n’est pas toujours applicable dans certaines industries.
• Revoir les conditions de transport : adapter la température et l’humidité de l’air peut être une solution pour certains matériaux.
• Transporter en phase dense : le transport en phase dense permet d’atteindre des vitesses d’air très faibles, évitant ainsi les impacts et les accumulations.

Comme mentionné précédemment, d’autres phénomènes peuvent être impliqués dans l’accumulation, comme l’électricité statique qui accumule les fines particules.

Sources

[1] Powder Bulk Engineering, *Demandez à l’expert*, Gestion de l’accumulation de fines particules dans les lignes de transport, 2017

[2] Powder Bulk Engineering, *Points pneumatiques à considérer*, Diagnostic et résolution des problèmes d’
accumulation de matière dans les lignes de transport, 2008