Quel effet le nettoyage de surface, le meulage et le polissage des pièces moulées ont-ils sur les performances des roues hélicoïdales

L'impact de la rugosité de surface sur les performances hydrauliques

La fonction essentielle d'un Turbine tourbillonnante consiste à pomper efficacement le fluide vers un endroit souhaité. La rugosité de la surface de la roue est un facteur clé qui influence ses performances hydrauliques. Une surface de coulée rugueuse crée une résistance de friction supplémentaire, ce qui entraîne une plus grande perte d'énergie lorsque le fluide s'écoule à travers les pales et les canaux d'écoulement. C'est comme conduire sur une route inégale ; une voiture consomme plus de carburant. Pour une roue, une rugosité de surface excessive peut entraîner :

Efficacité réduite : en raison de l'augmentation des pertes par frottement, la roue consomme plus d'énergie pour atteindre la même hauteur de chute et le même débit, réduisant directement l'efficacité globale de la pompe. Cela se traduit par une consommation d'énergie et des coûts d'exploitation plus élevés pour les pompes industrielles qui nécessitent un fonctionnement continu et prolongé.

Risque accru de cavitation : Lorsque les pales tournent à des vitesses élevées, la pression du fluide dans certaines zones (comme le côté aspiration) diminue rapidement. Une surface rugueuse rend plus probable la formation de minuscules vortex et bulles. Lorsque ces bulles implosent dans des zones à haute pression, elles génèrent de puissantes forces d’impact, provoquant des dommages par cavitation à la surface de la pale, se manifestant par une érosion en nid d’abeille. Cela réduit non seulement les performances de la turbine, mais également sa durée de vie.

Accumulation de débris : lors de la manipulation de fluides contenant des fibres, des particules ou des matériaux visqueux, les surfaces rugueuses des lames peuvent facilement devenir des « points d'ancrage » pour la fixation des débris. Ces dépôts peuvent modifier la géométrie et le trajet d'écoulement de la roue, réduisant ainsi davantage les performances hydrauliques et pouvant conduire à un colmatage.

Par conséquent, en meulant et en polissant finement la roue pour réduire la rugosité de la surface au niveau micrométrique requis, les pertes par friction peuvent être considérablement réduites, l'efficacité du pompage peut être améliorée et la cavitation et l'accumulation de débris peuvent être efficacement supprimées.

L'impact du nettoyage et du polissage sur l'équilibre dynamique de la turbine

Lorsqu'une turbine tourbillonnaire fonctionne à des vitesses élevées, toute légère irrégularité de masse peut générer des forces centrifuges importantes, provoquant des vibrations et du bruit. Il s'agit d'un problème d'équilibre dynamique. La découpe des buses d'injection et des colonnes montantes pendant le processus de coulée, les résidus de surface et les défauts de coulée inégaux peuvent tous perturber la répartition des masses de la roue.

Découpe et parage : Une fois la pièce moulée séparée du système d'injection, les portes d'injection et les colonnes montantes doivent être coupées avec précision. Une coupe incorrecte ou un élagage grossier ultérieur peut laisser des bavures ou des empreintes proéminentes, perturbant la symétrie de la roue.

Meulage uniforme : lors du meulage des roues, il est crucial de garantir un enlèvement uniforme de la matière sur les surfaces des pales et du chemin d'écoulement. Un meulage excessif dans certaines zones peut entraîner un poids inégal de la lame, perturbant ainsi l'équilibre dynamique.

Le nettoyage et le meulage professionnels des surfaces sont donc non seulement esthétiques, mais constituent également une base solide pour un équilibrage dynamique ultérieur. Une roue uniformément et finement rectifiée est plus susceptible d'atteindre des exigences d'équilibrage dynamique élevées, réduisant ainsi les vibrations et l'usure des roulements pendant le fonctionnement de la pompe, prolongeant considérablement la durée de vie de l'ensemble du système de pompe.

L'impact du traitement de surface sur la résistance à l'usure et à la corrosion

Les turbines à turbulence fonctionnent souvent dans des environnements difficiles et sont sujettes à l'abrasion et à la corrosion des fluides. Le post-traitement de la surface de coulée a un impact direct sur la résistance à l'usure et à la corrosion de la roue.

Nettoyage et durcissement : pendant l'étape de nettoyage de la surface, le grenaillage ou le sablage élimine le tartre et les impuretés de la surface et crée une couche durcie par travail à froid. Cela augmente la dureté de la surface de la turbine, améliorant ainsi sa résistance aux chocs et à l'abrasion des particules dures.

Polissage et corrosion : pour les turbines fabriquées à partir de matériaux résistants à la corrosion comme l'acier inoxydable, le polissage jusqu'à obtenir une finition miroir peut améliorer considérablement leur résistance à la corrosion. Une surface lisse est moins susceptible de retenir les milieux corrosifs ou les chlorures dans le fluide, réduisant ainsi la corrosion par piqûres et fissures. De plus, le polissage élimine les défauts de surface et les inclusions qui ont pu être introduits lors du processus de coulée et pourraient servir de points de départ à la corrosion.