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Refroidir la Quench – MRO MagazineMRO Magazine


Crédit photo: Delta Cooling

Pour Patriot Forge, une entreprise canadienne de forgeage à matrice ouverte, ressentir la chaleur n’est pas nouveau. Le forgeage est le processus de mise en forme du métal en appliquant des températures extrêmement élevées et une variété de forces de compression puissantes. Le processus aboutit à des produits qui présentent une ténacité, une ductilité et une résistance aux chocs et à la fatigue optimales.

En raison de ces attributs, les matériaux forgés sont souvent la seule option pour un certain nombre d’applications de machines et d’équipements hautement critiques. Le processus de forgeage du métal nécessite de traiter des températures pouvant atteindre 1 150 ° C. Le contrôle du processus repose sur une technologie de tour de refroidissement fiable.

Les tours de refroidissement fonctionnent en prenant l’eau chaude provenant du système de refroidissement et en réduisant la température en évacuant la chaleur dans l’atmosphère. L’eau est ensuite renvoyée vers le système de refroidissement par une boucle fermée. Ce processus est similaire à un certain nombre d’applications industrielles telles que les raffineries, les fonderies de métaux et les usines de fabrication.

FORMER DES SOLUTIONS ALTERNATIVES
Patriot Forge fabrique des produits dans une variété de matériaux allant du carbone, des alliages, de l’acier inoxydable, des alliages à base de nickel et de l’aluminium, dans ses usines de Branford et de Paris, en Ontario.

La production pour les industries exigeantes nécessite une qualité constante, y compris les caractéristiques de dureté vitales des pièces forgées allant de deux kilogrammes à 50 tonnes.

La société a récemment décidé de remplacer sa vieille tour de refroidissement polyvalente en acier inoxydable dans son usine de Branford.

«La tour était tout simplement en train de pourrir», a déclaré Derek Hynes, ingénieur mécanique principal chez Patriot Forge. «C’est courant avec les modèles métalliques qui ont tendance à rouiller et à se corroder, ce qui nous oblige à essayer de boucher le débit d’eau et qui peut interférer avec la capacité de refroidissement.»

Située dans le bâtiment 1, la tour de refroidissement expulse la chaleur du système de trempe, un réservoir d’eau de 160000 litres dans lequel les pièces sont immergées dans de l’eau ou des bains de polymère afin d’obtenir la dureté souhaitée.

Après avoir passé des mois et beaucoup d’heures de travail à essayer de réparer et d’entretenir la tour en acier, Hynes et son équipe ont cherché une alternative au métal et à l’acier inoxydable. Une partie de cette recherche l’a conduit à étudier les options de conception de tour de refroidissement en polyéthylène haute densité (PEHD) qui offrent un fonctionnement fiable et sans problème pendant une période plus longue.

Les tours de refroidissement en PEHD sont imperméables aux environnements corrosifs et nécessitent moins de produits chimiques pour le traitement de l’eau et moins de temps d’arrêt pour réparation ou remplacement. L’équipe Hynes a opté pour un modèle de tour en PEHD doté de fonctionnalités d’économie d’énergie telles que des moteurs de ventilateur à entraînement direct qui réduisent les coûts d’électricité.

«Nous avons vu qu’il s’agissait d’une tour à base de polymère qui était protégée contre les UV et incluait une garantie de 20 ans, nous étions donc convaincus qu’elle offrirait un service fiable à long terme», a déclaré Hynes.

Crédit photo: Delta Cooling

LE PEHD DÉPASSE LES ATTENTES
Selon Hynes, le passage au HDPE a été un tel succès et a dépassé les attentes, alors Patriot Forge a choisi d’acquérir une autre tour de refroidissement en HDPE, prenant en charge plusieurs systèmes dans le Building One.

La nouvelle tour devait refroidir l’eau qui s’écoulait à travers un échangeur de chaleur utilisé pour extraire la chaleur des systèmes hydrauliques de trois gros équipements de production. Cela comprenait un manipulateur relié à un rail, un rouleau annulaire hydraulique et une presse de 5 000 tonnes, qui joue un rôle principal dans les processus de forgeage de l’usine.

«Essentiellement, les trois machines font circuler l’eau qui circule dans leurs échangeurs de chaleur hydrauliques chauds, puis dans cette tour de refroidissement. Cela nous permet de maintenir les fluides hydrauliques à une température stable de 43,3 ° C », a déclaré Hynes.

Crédit photo: Delta Cooling

ÉTENDRE LES AVANTAGES
Hynes a mentionné que jusqu’à présent, les tours n’ont nécessité aucune demande de réparation et beaucoup moins d’entretien ou d’attention. Plus tôt cette année, Patriot Forge avait besoin d’une autre tour de refroidissement pour aider à refroidir les réservoirs de trempe du bâtiment deux, ils ont donc choisi un autre PEHD. Cette fois, ils ont choisi une tour de refroidissement en PEHD à deux cellules qui desservirait le système de traitement thermique de l’entreprise.

«Les deux réservoirs de trempe pèsent environ 400 000 L, et nous utilisons les tours de refroidissement pour aider à maintenir un niveau de chaleur d’environ 38 ° C», a déclaré Hynes.

Patriot Forge a désigné des modèles de tirage induit pour ce bâtiment. Un avantage majeur de ces tours est la possibilité de les configurer en combinaison jusqu’à six unités avec une capacité de refroidissement de 250 à 2500 tonnes de refroidissement. La conception modulaire donne à l’utilisateur final la possibilité d’ajouter une capacité de refroidissement à mesure que ses besoins de traitement augmentent. Les nouvelles tours de refroidissement installées dans le bâtiment 2 sont installées dans une configuration à deux cellules avec une capacité de refroidissement combinée de 836 tonnes de refroidissement.

Crédit photo: Delta Cooling

«Nous avons choisi cette taille et cette configuration car les réservoirs de trempe du bâtiment deux sont beaucoup plus grands», a déclaré Hynes. «Donc, il y a beaucoup plus d’eau à traiter à travers les tours.»

Hynes dit que les tours disposent de capteurs de vibrations sur tous les ventilateurs, ce qui élimine le besoin de grimper dans les tours afin de vérifier les performances de fonctionnement des ventilateurs, un avantage qui, selon Hynes, est particulièrement attrayant car l’une des tours culmine à 65 pieds, « Un long chemin. »
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Ed Sullivan est un écrivain indépendant basé à Los Angeles avec plus de 30 ans d’expertise en génie mécanique, Industries du CVC et du refroidissement de process.





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