Hublots d’observation : chimiquement résistants, sans entretien et indispensables pour la surveillance des procédés
Les hublots d’observation permettent une observation détaillée des procédés sans recourir à des systèmes de capteurs souvent complexes et coûteux.
Le composant central de ce hublot d’observation est un matériau vitré hautement résistant sur le plan chimique et physique, généralement du verre borosilicaté. Si la température de service dépasse la limite normale admissible de 280 °C, le verre peut être en outre protégé par un écran de protection en mica ACI. À des températures supérieures à 320 °C, on utilise souvent, en lieu et place du verre borosilicaté trempé thermiquement, du verre borosilicaté non trempé ou des disques en verre de quartz ou en verre saphir.
Grâce à un hublot d’observation, il est possible d'observer optiquement n'importe quel procédé, sans recourir à l'électronique ni à des éléments mécaniques mobiles. Cela maintient l'installation en grande partie sans entretien. Si les conditions chimiques et physiques du procédé ne sont pas suffisamment prises en compte, les composants du hublot d’observation peuvent être endommagés par des influences chimiques ou des températures excessivement élevées.
Les principales informations que vous devriez fournir à votre fournisseur de hublots d’observation sont :
- Média de procédé
- Température de service
- Pression de service (PS)
- Norme de raccordement et dimensions
Conceptions courantes pour les hublots d’observation et leurs applications
Les hublots d’observation peuvent être grossièrement divisés en trois catégories, chacune présentant des avantages et des inconvénients différents. Ces catégories sont : hublots d’observation pour réservoirs, contrôleurs de circulation et indicateurs de niveau.
hublots d’observation pour réservoirs
Les hublots d’observation pour réservoirs se composent de brides d’acier plates, qui sont soudées dans la paroi d’un réservoir ou boulonnées sur des brides de support selon la conception. Les deux conceptions les plus courantes pour le soudage ou le boulonnage sont illustrées dans l’image à droite.
Ces hublots d’observation peuvent être adaptés par les ingénieurs d’usine aux tuyauteries et aux réservoirs selon les besoins. Les hublots d’observation pour réservoirs sont décrits dans les normes DIN 28120 et DIN 28121. D’autres variantes, basées sur les formes de base décrites dans les normes, se sont désormais imposées sur le marché.
Le ACI Type 320 selon DIN 28120 définit les hublots d’observation destinés au soudage dans les parois des réservoirs. La plaque de verre-regard est placée, avec le joint du côté fluide, dans un logement de la bride de base et est fixée extérieurement par la contre-bride avec une pression de surface définie. Cette construction permet de remplacer les plaques de verre-regard endommagées avec un effort minimal. En cas de milieux de procédé agressifs ou de températures élevées (supérieures à 280 °C), une plaque en verre borosilicaté peut être protégée des influences chimiques par une protection en mica dans de tels hublots d’observation pour réservoirs, ce qui permet d’augmenter la température de service possible à 300 °C.
Les raccords de contrôleur de circulation de type 321 selon DIN 28121 sont conçus pour être installés sur une bride.
L'étanchéité ici, contrairement au type 320, est assurée par un joint en matériau souple revêtu de Polytétrafluoroéthylène dans le shunt de force. Les brides sont boulonnées ensemble à l'aide de vis de précontrainte jusqu'à ce que les surfaces métalliques soient entièrement en appui les unes contre les autres. Ce procédé garantit une compression définie du joint en matériau souple et donc une étanchéité fiable du raccord de contrôleur de circulation. Il en résulte un raccord pour le verre presque entièrement fermé. Les raccords de contrôleur de circulation selon DIN 28121 n'ont pas besoin d'être démontés pour l'installation et peuvent être remplacés complètement avec relativement peu d'effort. Le remplacement de composants individuels n'est pas prévu ici et doit être effectué uniquement par le fabricant.
Sur la base des spécifications de la DIN 28121, ACI Industriearmaturen GmbH a développé des contrôleurs de circulation conçus pour des températures supérieures à 200 °C et des pressions supérieures à 100 bar.
Contrôleurs de circulation
Les contrôleurs de circulation sont équipés de série de raccordements à bride et peuvent être montés dans des tuyauteries comme des raccords conventionnels. La plupart des conceptions sont disponibles avec des raccordements vissés, des embouts à souder ou des brides.
La version de base se compose d’un boîtier droit avec deux ouvertures d’observation opposées. Sur cette base, des contrôleurs de circulation à 3 voies ou à 4 voies ainsi que des variantes comportant plusieurs ouvertures d’observation sont disponibles.
Avec une conception et un choix de matériaux appropriés pour le boîtier, le verre, les vis et les joints, cette variante de hublot d’observation convient à des applications jusqu’à 400 °C et/ou 400 bar.
Pour une surveillance optimisée des procédés et des médias dans les tuyauteries, des contrôleurs de circulation tubulaires peuvent être utilisés.
Cette conception de hublot d’observation permet une vue dégagée à 360° et se caractérise par une construction quasiment sans zones mortes. Ces propriétés la rendent adaptée aux applications exigeantes sur le plan hygiénique à des pressions modérées (jusqu’à 16 bar). La faible présence de zones mortes à l’intérieur réduit également de manière significative la résistance à l’écoulement. En raison de la plus grande surface vitrée ouverte, une protection contre les chocs supplémentaire en Plexiglas est souvent installée.
En raison de la conception, la pression de service maximale admissible (PS) est sensiblement réduite, en particulier pour des diamètres nominaux plus importants, comparée à d’autres contrôleurs de circulation.
Pour les hautes températures et pressions, il existe également des contrôleurs de circulation tubulaires en conception à bride intermédiaire, disponibles en verre de quartz.
indicateur de niveau
Les indicateurs de niveau sont une forme particulière de hublots d’observation pour réservoirs. L'ouverture d'observation est ici, comme on le reconnaît sur la première image, maintenue étroite et longue. Lorsqu'un tel hublot d’observation est installé dans un réservoir, il offre la possibilité de lire facilement le niveau depuis l'extérieur. Ni corps flottants ni autres composants additionnels ne sont nécessaires. Pour les liquides clairs et incolores tels que l'eau, la lisibilité peut être améliorée en utilisant un verre réflex. Dans ces verres, des rainures sont incorporées à l'intérieur, qui rendent la surface du média de procédé plus discernable en raison de la différence d'indice de réfraction entre l'air et les liquides.
Pour certaines applications, il peut être souhaitable de concevoir l'indicateur de niveau en tant que montage en dérivation. Dans de tels cas, au lieu de la bride de base soudée superficiellement, on utilise un boîtier fermé à l'arrière, qui peut être équipé en option d'embouts à souder, de raccords filetés ou de brides et convient pour des pressions relativement élevées de 35 bar et plus, ainsi que pour des températures allant jusqu'à 243 °C.
Remarques importantes sur l’utilisation des Raccords pour hublots d’observation
1. Intervalles de maintenance
Les exigences de maintenance pour les hublots d’observation dépendent fortement des conditions d'exploitation. En cas de milieux agressifs, notamment d'alcalins, il est recommandé de remplacer régulièrement la plaque de verre, indépendamment de l'usure visible. Si les effets des conditions d'exploitation sur le verre sont inconnus, le verre doit être inspecté régulièrement et minutieusement. La turbidité, les déformations, les signes de corrosion ou les fissures superficielles compromettent la sécurité du hublot d’observation. Si de tels signes sont détectés, la plaque de verre doit être remplacée immédiatement. Le remplacement de la plaque de verre entraîne simultanément le remplacement de la vanne d’arrêt côté produit.
2. Taille de l'ouverture d'observation
En principe, une ouverture d'observation plus grande nécessite une plaque de verre plus épaisse pour résister à la même pression qu'une ouverture plus petite. Il est conseillé de respecter les dimensions dans le cadre de la norme DIN 7080, car les spécifications qui y figurent peuvent généralement être obtenues avec des délais de livraison plus courts et à moindre coût, ce qui est particulièrement important pour les pièces de rechange.
3. Matériaux d'étanchéité
Le matériau du joint doit être choisi en fonction des conditions d'exploitation prévues. Si le joint n'est pas adapté à la pression, à la température ou au média, des fuites sont à prévoir pendant le fonctionnement. Parmi les matériaux d'étanchéité courants figurent, par exemple, des fibres d'aramide liées, le graphite et la Polytétrafluoroéthylène.
4. Matériau du verre
Le matériau le plus couramment utilisé pour les hublots d’observation est le verre borosilicaté. Ce type de verre se caractérise par une très bonne résistance à la plupart des influences chimiques, en particulier aux acides, et peut être utilisé non trempé jusqu'à 450 °C, trempé selon DIN 7080 jusqu'à 280 °C, et, avec écran de protection en mica, jusqu'à 300/320 °C. Pour des températures plus élevées, le verre de quartz (jusqu'à 1000 °C) et le verre saphir (jusqu'à 2000 °C) se sont imposés. Le verre saphir présente également une excellente dureté de surface.
5. Matériau du boîtier
Tout comme les joints et le verre, le boîtier métallique du hublot d’observation doit être choisi en fonction de la pression, de la température et du média. Cela relève généralement de la responsabilité des fabricants de hublots d’observation.
6. Type et taille de raccordement
Pour installer le hublot d’observation dans le système, le type et la taille de raccordement corrects doivent bien sûr être utilisés. Il est donc crucial que le fabricant du hublot d’observation reçoive ces informations au moment de la demande.
7. Exigences particulières pour la construction
Certaines applications peuvent imposer des exigences particulières au hublot d’observation. Il s’agit notamment de spécificités de construction telles que des connexions supplémentaires pour points de mesure, des intérieurs à faible volume mort, ou des bords arrondis permettant aux liquides adhérents de s’écouler. De plus, des revêtements intérieurs peuvent être envisagés pour améliorer la résistance aux acides du hublot d’observation, par exemple par un revêtement en Polytétrafluoroéthylène.
8. Équipement supplémentaire
La plupart des hublots d’observation peuvent être fournis avec des équipements spéciaux selon les besoins. Cela comprend, par exemple, des boîtiers pour lampe pour hublot d’observation (versions halogène ou LED) ainsi que des mécanismes d’essuie-glace pour hublot d’observation et des dispositifs de pulvérisation pour le nettoyage des hublots d’observation. Des systèmes de Chauffage pour les plaques de verre-regard et des boîtiers avec chemises de Chauffage sont également disponibles sur demande.
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