Pompes excentriques sans joint pour isocyanates
Aux premières heures du 3 décembre 1984, de l'eau est entrée dans un réservoir contenant 42 tonnes d'isocyanate de méthyle (MIC). La réaction exothermique résultante a augmenté la température à l'intérieur du réservoir à plus de 200 C (392 F) et a considérablement augmenté la pression atmosphérique.
En conséquence, environ 30 tonnes métriques de MIC se sont échappées du réservoir dans l'atmosphère en moins d'une heure. Les gaz ont été soufflés par des vents du sud-est au-dessus de la ville indienne de Bhopal, et le chaos qui a suivi a entraîné la plus grande catastrophe industrielle de l'histoire.
La tragédie du gaz de Bhopal, qui a pris naissance à l'usine Union Carbide India Limited (UCIL) de Bhopal, dans le Madhya Pradesh, en Inde, aurait fait 3 000 morts dans les semaines qui ont suivi la fuite. Depuis, 8 000 autres personnes sont mortes de maladies liées aux gaz. Un affidavit du gouvernement de 2006 a estimé que la substance toxique avait causé plus d'un demi-million de blessures.
Les théories varient sur la façon dont l'eau est entrée à l'origine dans le réservoir. Certains pensent qu'un travailleur mécontent a introduit de l'eau directement dans le réservoir comme un acte de sabotage. D'autres citent la négligence de la direction. Une chose est indéniable : la tragédie gazière de Bhopal a démontré le pouvoir destructeur des isocyanates s'ils ne sont pas correctement manipulés et confinés.
Isocyanates
Les isocyanates sont une famille de produits chimiques hautement réactifs et de faible poids moléculaire. L'isocyanate de méthyle est un isocyanate monofonctionnel, tandis que les composés les plus largement utilisés sont les diisocyanates et les polyisocyanates. Les diisocyanates contiennent deux groupes isocyanate tandis que les polyisocyanates sont généralement dérivés de diisocyanates et peuvent contenir plusieurs groupes isocyanate. Les diisocyanates les plus couramment utilisés comprennent le méthylènebis (isocyanate de phényle), connu sous le nom de MDI, et le diisocyanate de toluène (TDI).
Les pompes à disque excentrique se composent d'un cylindre et d'un élément de pompage montés sur un arbre excentrique. Lorsque l'arbre excentrique tourne, l'élément de pompage forme des chambres à l'intérieur du cylindre, dont la taille augmente au niveau de l'orifice d'admission, aspirant le fluide dans la chambre de pompage. Le fluide est transporté vers l'orifice de décharge où la taille de la chambre de pompage est réduite. Cette action comprime le fluide dans la tuyauterie de refoulement.
Le MDI et le TDI sont souvent utilisés dans l'industrie du polyuréthane, y compris la fabrication de mousses souples et rigides, de fibres, d'élastomères et de revêtements, tels que les peintures et les vernis. Les isocyanates sont de plus en plus utilisés dans l'industrie automobile, la réparation de carrosserie et les matériaux d'isolation des bâtiments.
Les produits en polyuréthane pulvérisés contenant des isocyanates ont été développés pour une large gamme d'utilisations au détail, commerciales et industrielles pour protéger le ciment, le bois, la fibre de verre, l'acier et l'aluminium, y compris les revêtements protecteurs pour les plates-formes de camion, les remorques, les bateaux, les fondations et les ponts.
Les isocyanates sont utilisés dans les peintures car ils fournissent un mécanisme de réticulation (liaisons chimiques) différent des autres revêtements. En conséquence, les isocyanates aident à créer des revêtements plus durables avec des propriétés esthétiques exceptionnelles. Ces revêtements fournissent des films qui durcissent rapidement à basse température. Ils ont également d'excellentes propriétés d'application, produisant des films lisses et des revêtements très brillants.
Les isocyanates doivent être correctement manipulés tout au long de la chaîne d'approvisionnement, car le risque de surexposition peut entraîner divers problèmes de santé à court et à long terme.
Risque d'exposition et résultats
Les isocyanates sont de puissants irritants pour les muqueuses des yeux et du tractus gastro-intestinal. Le contact direct avec la peau peut également provoquer une inflammation notable. Les isocyanates peuvent sensibiliser les travailleurs, les soumettant à de graves crises d'asthme s'ils sont à nouveau exposés.
L'exposition professionnelle la plus courante aux isocyanates est l'inhalation de vapeurs ou d'aérosols, bien que l'exposition puisse se produire par contact avec la peau lors de la manipulation d'isocyanates liquides. L'exposition se produit généralement lors de la production et de l'utilisation d'isocyanates, en particulier lors du processus de fabrication dans l'industrie de la mousse de polyuréthane. Cela inclut le pompage des isocyanates.
Les isocyanates sont des substances toxiques et polluantes, mais ils peuvent aussi être inflammables. Bien que leur inflammabilité soit faible, des concentrations spécifiques, la présence de vapeurs explosives ou d'autres liquides inflammables sur un même site peuvent créer un environnement dangereux pour les travailleurs et la communauté, comme lors de la tragédie de Bhopal.
Pour transférer et contenir en toute sécurité les isocyanates, les opérateurs doivent choisir la bonne solution de pompage.
Compte tenu de leurs propriétés uniques, les isocyanates nécessitent une pompe qui manipule le produit en douceur (faible cisaillement), a une forte capacité d'aspiration et offre une conception à faible entretien et à compensation d'usure. Différentes technologies peuvent être utilisées pour transférer les isocyanates, mais la solution la plus sûre et la plus efficace qui répond à tous ces critères est la pompe à disque excentrique.
Avantages des pompes à disque excentrique
La technologie de disque excentrique offre moins de risques et plus d'efficacité que les autres pompes, y compris les pompes à engrenages à entraînement magnétique, qui sont couramment utilisées pour la manipulation de MDI. Les avantages de l'utilisation d'un disque excentrique sur un engrenage sont sa conception, sa forte aspiration, son faible cisaillement et sa compensation d'usure.
Concevoir
Les pompes à disque excentrique se composent d'un cylindre fixe et d'un disque mobile. Le disque est déplacé par un arbre excentrique logé à l'intérieur d'une extrémité à soufflet, qui maintient le disque. Lorsque l'arbre excentrique tourne, le disque forme des chambres à l'intérieur du cylindre, augmentant au niveau de l'orifice d'aspiration et diminuant au niveau de l'orifice de refoulement. Pendant le fonctionnement, la pression de refoulement s'exerce contre le disque excentrique, l'empêchant de glisser. Le faible glissement entre le disque et le cylindre donne aux pompes à disques excentriques leur capacité à décaper ou dégager les conduites de produit, un avantage clé par rapport aux pompes à engrenages.
Les isocyanates sont toxiques par nature, ils nécessitent donc des pompes sans joint pour éliminer les fuites et assurer un confinement maximal du produit. Les pompes à disque excentrique et les pompes à entraînement magnétique sont sans joint. Les pompes à engrenages à entraînement magnétique utilisent un accouplement magnétique pour créer un joint d'arbre statique plutôt qu'une garniture ou des joints mécaniques. Les pompes à disque excentrique n'ont pas d'accouplements magnétiques, de garnitures ou de joints mécaniques, ce qui élimine un point de fuite potentiel qui pourrait entraîner une défaillance.
Forte Aspiration
Lors du chargement ou du déchargement du MDI, il est important d'avoir une pompe capable de nettoyer les conduites. La forte aspiration des pompes à disques excentriques rend le chargement et le déchargement beaucoup plus sûrs et plus propres car les tuyaux et les tuyaux sont vidés avant la déconnexion des tuyaux à la fin du transfert. Les pompes à disques excentriques offrent également une aspiration supérieure à basse vitesse, garantissant qu'un minimum de produit est laissé dans la tuyauterie avant tout entretien.
Faible cisaillement
Les isocyanates sont des liquides dilatants, ce qui signifie que lorsqu'ils sont soumis à un cisaillement et une agitation élevés, leur viscosité a tendance à augmenter. Les pompes à engrenages à elles seules cisaillent plus de liquide que les pompes à disques excentriques, ce qui peut entraîner une surchauffe et des blocages. Le résultat final est une panne de pompe et un temps d'arrêt. Ce problème est plus courant avec les pompes à engrenages, mais ne peut pas se produire avec les pompes à disque excentrique en raison de leur faible taux de cisaillement et de leur consommation d'énergie supérieure.
Compensation d'usure
La plupart des pompes volumétriques n'ont pas de système de compensation d'usure, ce qui signifie que l'usure normale de la pompe entraînera des pertes de débit progressives. Les opérateurs peuvent essayer de compenser l'usure en accélérant la pompe, mais cela déclenchera un cycle dangereux de fonctionnement plus rapide de la pompe, ce qui entraînera une usure plus rapide de la pompe et consommera plus d'énergie.
La conception unique des pompes à disques excentriques leur permet de compenser automatiquement l'usure mécanique, ce qui donne aux pompes la capacité de maintenir des débits constants dans le temps. Les pompes à disque excentrique ne s'usent pas aussi rapidement que les pompes à engrenages. Dès la première mise en marche d'une pompe à engrenages, les engrenages commencent à s'user, ce qui crée des dégagements plus larges dans le trajet du liquide et des débits et un confinement du produit moins constants. Les pompes à disques excentriques disposent d'un système de compensation d'usure totale qui continue de fonctionner malgré l'usure et sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la vitesse.
Conclusion
La catastrophe de Bhopal a démontré les dangers liés à la manipulation des isocyanates. Dans l'environnement de fabrication d'aujourd'hui, en particulier dans l'industrie du polyuréthane, les isocyanates sont l'un des composés les plus importants du processus de production. De nombreux risques à court et à long terme sont liés à la manipulation des isocyanates. Par conséquent, les opérateurs ont besoin de la tranquillité d'esprit que seules les pompes à disques excentriques peuvent offrir. Les pompes à disque excentrique nécessitent peu d'entretien et offrent une compensation d'usure supérieure, une forte aspiration et un faible cisaillement qui sont obligatoires lors de la manipulation de ce produit chimique dangereux.