Étude des mécanismes de cavitation dans les systèmes de compression d'air industriels

Comprendre la cavitation dans les compresseurs d'air industriels

Définition et mécanismes de la cavitation

La cavitation est un phénomène physique se produisant lorsqu'un liquide subit une chute de pression en dessous de sa pression de vapeur, entraînant la formation de bulles de vapeur. Dans les compresseurs d'air industriels, ce phénomène peut survenir lorsque la pression d'aspiration est insuffisante, notamment en raison d'une hauteur d'aspiration excessive ou de pertes de charge importantes dans la conduite d'aspiration. Les bulles formées implosent lors de leur passage dans des zones de pression plus élevée, libérant une énergie considérable qui peut endommager les surfaces métalliques des composants internes.

Conséquences de la cavitation sur les équipements

Les effets de la cavitation sur les compresseurs d'air industriels sont multiples :

• Érosion des composants : L'implosion des bulles de vapeur génère des micro-jets et des ondes de choc qui érodent les surfaces métalliques, réduisant la durée de vie des pièces.
• Vibrations et bruit : La cavitation induit des vibrations et un bruit caractéristique, pouvant affecter le fonctionnement stable du compresseur.
• Perte d'efficacité : La présence de bulles de vapeur perturbe l'écoulement du fluide, diminuant le rendement énergétique du système.
• Augmentation des coûts de maintenance : Les dommages causés par la cavitation nécessitent des interventions fréquentes, augmentant les coûts d'exploitation.

Normes et réglementations relatives à la cavitation

Normes applicables

Plusieurs normes encadrent la conception et l'exploitation des compresseurs pour prévenir les effets de la cavitation :

• NF EN 12900 : Cette norme spécifie les conditions de détermination des caractéristiques, tolérances et présentation des performances des compresseurs pour fluides frigorigènes. Elle impose des exigences strictes pour assurer la fiabilité et la sécurité des équipements. NF EN 12900
• NF EN ISO 10439 : Cette norme définit les exigences minimales pour les compresseurs axiaux et centrifuges utilisés dans les industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel, incluant des recommandations pour minimiser les risques de cavitation. NF EN ISO 10439

Réglementations en vigueur

En France, l'arrêté du 15 janvier 1962 réglemente les compresseurs, imposant des exigences en matière de conception, de matériaux et de dispositifs de sécurité pour prévenir les phénomènes tels que la cavitation. Cet arrêté stipule que les matériaux constitutifs des compresseurs doivent résister aux actions physiques et chimiques des fluides qu'ils contiennent et ne provoquer aucune réaction dangereuse. Arrêté du 15 janvier 1962

Solutions innovantes d'AERZEN pour maîtriser la cavitation

Utilisation de matériaux résistants

AERZEN intègre des matériaux hautement résistants à l'abrasion dans la conception de ses compresseurs. Par exemple, le Compresseur à vis non lubrifiées mono étagé - série DELTA SCREW série VM / VML - E est conçu avec des matériaux spécifiques pour améliorer la résilience face à l'érosion causée par la cavitation.

Systèmes de surveillance avancés

Pour anticiper et prévenir les conditions propices à la cavitation, AERZEN propose le logiciel de surveillance AERProgress. Ce système analyse en temps réel les données opérationnelles, détectant les fluctuations de pression susceptibles d'entraîner la cavitation. Les opérateurs peuvent ainsi ajuster les paramètres de fonctionnement pour éviter ces scénarios, optimisant les performances et prolongeant la durée de vie des équipements.

Conclusion

La cavitation représente un défi majeur pour les systèmes de compression d'air industriels, impactant l'efficacité et la durabilité des équipements. Grâce à l'utilisation de matériaux résistants et à l'intégration de systèmes de surveillance avancés comme AERProgress, AERZEN offre des solutions efficaces pour maîtriser ce phénomène. Pour en savoir plus sur nos produits et obtenir un devis personnalisé, n'hésitez pas à nous contacter.