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Choisir la meilleure méthode de filtration : la séparation cyclonique et la déferrisation magnétique (2/2)

30/04/2013
Dans la plupart des procédés de fabrication, il est vital de réduire les dépenses et d\'augmenter la productivité. La mise en place d\'un filtre approprié peut faire la différence. Pour être rentable, assurez vous que la méthode choisie et l’investissement qu’elle représente aura des effets immédiats sur votre productivité et sur la qualité de vos produits finis.

Séparation cyclonique

Les cyclones, hydroclones et centrifugeuses sont utilisés dans le monde entier. Ces systèmes varient en taille, valeur et complexité mais le principe de base est le même : utiliser les densités différentes du liquide et des contaminants pour accélérer leur sédimentation naturelle.

On pompe le liquide contaminé dans un séparateur vertical de forme cylindro-conique et le liquide tourbillonne rapidement contre sa paroi. Les particules non-désirables sont projetées vers la paroi par la force centrifuge et tombent dans la partie inférieure du cône. Le liquide, décontaminé, s\'échappe par le haut de l\'appareil vers un réservoir propre, alors que les particules sont évacuées par le bas de l\'entonnoir.

Les avantages de la séparation cyclonique sont :

- Pas de média filtrant nécessaire ; inutile de remplacer et entretenir les filtres. Les dépenses en consommables et les frais de mise au rebut associés à ces systèmes sont donc nulles.

- Pas de pièces en mouvement : en règle générale, les cyclones et hydroclones n\'utilisent pas de pièces flottantes, ce qui réduit considérablement les risque de pannes.

Les inconvénients des systèmes cycloniques sont :

- Filtration limitée : généralement, un cyclone ou un hydroclone ne pourra extraire que les plus grosses particules. En raison du principe qu\'ils utilisent, ces systèmes fonctionnent mal sur les particules à faible densité ou de petite taille (inférieure à 5 microns). L\'utilisation d\'un seul système cyclonique pourrait avoir des conséquences négatives sur les manufactures de haute précision, puisqu\'il est probable que de petites particules continueront de circuler.

- Entretien fréquent - la plupart des systèmes cycloniques nécessitent d\'être nettoyés régulièrement pour supprimer l\'amas de débris et éviter de colmater l\'entonnoir.

- Prix d\'achat élevé : les systèmes cycloniques prévus pour les grandes machines représentent un investissement important par rapport à d\'autres méthodes de filtration.

Déferrisation magnétique

Le concept de base consiste à positionner des tiges à haute intensité magnétique permanente sur le chemin du liquide, de telle manière que la totalité du liquide doivent passer autour de la tige. Ce contact est suffisant pour extraire tous les contaminants ferreux du liquide. Les tiges sont retirées, nettoyées et réinstallées à intervalles réguliers.

Il existe un vaste choix de filtres et d\'appareils de déferrisation magnétique, allant de la simple suspension d\'un aimant dans le réservoir d\'une machine à l\'installation de systèmes haute densité, autonettoyants et entièrement automatisés, capables d\'opérer 24 heures par jour, 7 jours sur 7, sans intervention humaine.

De nombreuses chaînes de rectification et fraisage utilisent d\'ores et déjà des tambours magnétiques, fréquemment utilisés en conjonction avec un autre système de filtration, et dans certains cas on trouvera des tiges aimantées suspendues dans les filtres à manches. L\'efficacité de ces méthodes est souvent limitée par la force des aimants employés, la durée de contact (le temps passé par le liquide dans le réservoir pendant que l\'aimant attire les particules) ou par la proportion de liquide exposée à l\'aimant...

Pour obtenir la filtration submicronique la plus efficace possible, le système doit être conçu de façon à ce que la totalité du liquide contaminé soit exposé suffisamment longtemps à un aimant suffisamment puissant pour extraire les particules contaminant ce liquide. Le système doit être facile à nettoyer manuellement ou être équipé d’une fonction autonettoyante fiable.

Pour atteindre la force magnétique requise, et donc le niveau de filtration désirée, l’aimant de prédilection est le Neodyme Fer Bore (qui appartient aux minerais dit \"terres rares\"). Ces matériaux sont instables et rouilleraient rapidement au contact de n\'importe quel liquide. Ils sont donc généralement plaqués nickel et, pour les rendre plus faciles à nettoyer et pour les isoler du liquide filtré, scellés dans un tube d\'inox. La terre rare peut atteindre un champ magnétique de 12.000 Gauss (mesuré à l\'extérieur du tube d\'inox ; il serait illogique de mesurer le champ magnétique en contact direct avec l\'aimant puisque ce n\'est pas celui qui servira à la filtration). Ce champ magnétique est entre 6 et 7 fois plus puissant que les aimants céramiques traditionnellement utilisés dans les serrures, interrupteurs, etc.

Dans tous les cas, il est important de bien spécifier le débit, la pression, le niveau et le type de contamination attendue pour être sur d\'installer le bon système. La filtration magnétique peut être mise en place partout ou on pense trouver des particules ferreuses dans du liquide. Il peut s\'agir de fonte ou d\'acier, et ce sont de loin ses applications les plus courantes, mais on s\'en sert également pour des matériaux plus complexes et moins magnétiques tels que l\'inox ou le carbure. L\'inox austénitique, qui est le plus courant dans les milieux industriels et n\'a pas de propriétés magnétiques naturelles, deviendra paramagnétique si il est trempé et de ce fait pourra être extrait d\'un liquide par un filtre magnétique. L\'acier est trempé par tout procédé de découpe (broyage, fraisage, etc...) et, de ce fait, il est probable que tout résidu circulant dans un liquide soit devenu para-magnétique et puisse donc être filtré avec la force magnétique suffisante. Pour retirer efficacement ces matériaux, moins attirés par l\'aimant, il faudra diminuer le débit pour augmenter la durée de contact.

Les systèmes modernes de filtration magnétique de haute intensité présentent des avantages clairs :

- Efficacité : les filtres magnétiques de haute intensité peuvent extraire des particules submicroniques. Cela permet d\'améliorer la qualité des lubrifiants et liquides de refroidissement du circuit, ce qui à son tour permet de fabriquer des pièces de meilleure qualité et de limiter le nombre de produits finis rejetés par vos clients. C\'est un avantage certain, particulièrement pour les opérations de haute précision. Le fait de faire circuler des liquides et lubrifiants décontaminés augmente l\'espérance de vie des machines et réduit ainsi les temps morts dus aux pannes ou au nettoyage de l\'équipement. L\'investissement dans un filtre magnétique est donc rapidement amorti.

- Fonctionnement 24/7 : les systèmes modernes de filtration magnétique peuvent être fournis avec un système d\'auto-nettoyage complet, réduisant ainsi largement les temps morts.

- Economique : la filtration magnétique utilise une tige ou noyau au champ magnétique permanent qui n\'a pas besoin d\'être remplacé ou recyclé, et les huiles et liquides sont plus propres et donc remplacés moins souvent. On économise donc les dépenses en consommables et les frais de mise au rebut ou recyclage.

- Ecologique : Les filtres magnétiques n\'utilisent aucun consommables, et ne créent donc pas de déchets polluants tels que les médias filtrants utilisés avec d\'autres méthodes. De plus, on remplacera les liquides et lubrifiants filtrés de cette manière moins fréquemment. L\'effort écologique des entreprises modernes est de nos jours très importants autant pour leurs dépenses que pour leur image.

Le principal inconvénient des filtres magnétiques est qu\'ils ne peuvent pas éliminer les particules non-magnétiques. On remarque cependant que celles-ci ne représentent qu\'un très petit pourcentage des contaminants trouvés dans le traitement des métaux. Pour obtenir une filtration totale, on pourra utiliser un filtre magnétique en conjonction avec un autre type de filtration.

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