Comparativement à la fonte (comme la fonte grise ou la fonte ductile), les composants de pompes en acier moulé sont principalement utilisés dans les applications industrielles soumises à des pressions et températures élevées, à des contraintes mécaniques importantes ou à des environnements fortement corrosifs. Grâce à leurs propriétés mécaniques supérieures, les pièces en acier moulé sont privilégiées pour les pompes chimiques, les pompes d'alimentation de chaudières dans les centrales électriques et les pompes de procédés pétroliers et pétrochimiques.
Vous trouverez ci-dessous les principales caractéristiques techniques et les points forts des applications concernant les composants de pompes en acier moulé :
1. Classification courante des composants de pompes en acier moulé
Pièces soumises à la pression : corps de pompe, couvercle, section d’aspiration, section de refoulement. Ces composants doivent résister à la haute pression du système ; l’acier moulé offre une densité supérieure à celle de la fonte, ce qui permet d’éviter efficacement les fuites sous haute pression.
Pièces rotatives à grande vitesse : Roue. À des vitesses de rotation élevées, l’acier moulé offre une résistance suffisante pour résister aux forces centrifuges et éviter la rupture de la roue.
Composants supportant la charge : bâti de palier, logement de palier. Ces éléments nécessitent une bonne rigidité structurelle pour garantir la précision de l’alignement de l’arbre.
2. Matériaux en acier moulé couramment utilisés (sélectionnés en fonction des conditions de fonctionnement)
Le choix des matériaux en acier moulé suit généralement les normes internationales pertinentes (telles que ASTM, DIN, GB) :
Pièces moulées en acier au carbone (ex. : WCB) : Matériau le plus couramment utilisé dans l’industrie, adapté à un usage général dans des conditions normales de température et de pression. Offre une excellente soudabilité et usinabilité.
Pièces moulées en acier allié (par exemple, WC6, WC9) : contiennent des éléments tels que le chrome et le molybdène, offrant une bonne résistance à la chaleur ; couramment utilisées dans les pompes d'alimentation de chaudières à haute température et haute pression des centrales électriques.
Les pièces moulées en acier inoxydable (acier inoxydable martensitique, par exemple CA15 / ZG0Cr13) possèdent une bonne résistance à la cavitation et une résistance modérée à la corrosion, ce qui en fait le matériau courant pour les composants de pompes à corrosion moyenne à faible.
Aciers inoxydables duplex (par exemple, CD4MCu, CE3MN) : combinent des microstructures austénitiques et ferritiques, offrant une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte ; principalement utilisés dans les milieux contenant des chlorures, les pompes chimiques et les pompes à eau de mer.
Aciers inoxydables austénitiques à très faible teneur en carbone (par exemple, CF8M, CF3M) : offrent une résistance exceptionnelle à la corrosion et sont principalement utilisés dans des environnements hautement corrosifs impliquant des acides et des bases.
3. Caractéristiques des procédés de production d'acier moulé
Le point de fusion de l'acier moulé est nettement supérieur à celui de la fonte (au-dessus d'environ 1500 °C), ce qui pose des défis considérables lors du processus de moulage :
Retrait important : L’acier en fusion présente un taux de retrait volumique élevé (environ 10 à 12 %), ce qui rend les pièces moulées très sensibles aux retassures et à la porosité. La conception des masselottes est donc cruciale et nécessite des canaux d’alimentation suffisamment dimensionnés et calculés avec précision.
Faible fluidité : lors de la coulée, l’acier en fusion présente une fluidité inférieure à celle de la fonte. Pour assurer un remplissage correct des sections à parois minces ou des formes complexes, des températures de coulée plus élevées sont nécessaires, ce qui peut entraîner un frittage du moule en sable.
Tendance à la fissuration à chaud : Lors de la solidification, les pièces en acier moulé subissent d'importantes contraintes de retrait. Si le moule en sable ne présente pas une limite d'élasticité suffisante, des fissures à chaud sont susceptibles d'apparaître. Des sables résineux désintégrables spéciaux sont généralement nécessaires.