Dans le réseau complexe des raffineries de pétrole, d'innombrables pipelines relient divers équipements comme des veines, les pompes centrifuges servant de cœur qui fait circuler en continu les fluides dans tout le système. La sélection de la pompe centrifuge appropriée est cruciale pour assurer la sécurité de la production et l'efficacité opérationnelle. La norme API 610, reconnue comme la référence en matière de conception de pompes centrifuges dans l'industrie pétrolière, fournit une classification détaillée des types de pompes. Cet article propose une analyse approfondie des trois principales catégories de pompes centrifuges définies par l'API 610 : les modèles en porte-à-faux (OH), entre paliers (BB) et à suspension verticale (VS), aidant les professionnels à prendre des décisions éclairées pour les applications pratiques.

L'API 610 est une norme publiée par l'American Petroleum Institute pour les pompes centrifuges utilisées dans les industries du pétrole, de la chimie lourde et du gaz naturel. La norme couvre tous les aspects de la conception, des matériaux, de la fabrication, des essais et de l'installation des pompes, dans le but d'assurer la fiabilité, la sécurité et la performance. Sur la base des caractéristiques structurelles, l'API 610 classe les pompes centrifuges en trois catégories principales : en porte-à-faux (OH), entre paliers (BB) et à suspension verticale (VS).

Les pompes centrifuges en porte-à-faux sont dotées d'une roue montée à une extrémité de l'arbre, l'autre extrémité étant supportée par des paliers. Cette conception compacte facilite la maintenance et convient aux applications à débit et à hauteur de refoulement moyens à faibles. L'API 610 divise en outre les pompes en porte-à-faux en six sous-types (OH1 à OH6) en fonction des détails structurels spécifiques.

Les pompes OH1 sont des modèles en porte-à-faux à un seul étage avec un support monté sur pied et une installation horizontale. Elles se connectent aux moteurs via des accouplements flexibles, le corps de pompe étant généralement centré sur la plaque de base pour faciliter l'installation et la maintenance. Ces pompes offrent une construction simple et des coûts réduits, ce qui les rend adaptées aux applications générales de transfert de fluides.

La principale distinction des pompes OH2 réside dans leur conception de support sur l'axe, où le corps est supporté par des supports le long de l'axe plutôt que par des pieds. Cette configuration minimise l'impact de la dilatation thermique, améliorant la stabilité opérationnelle pour les conditions de température élevée ou fluctuante. Les pompes OH2 utilisent généralement un seul logement de palier qui absorbe les forces axiales et maintient le positionnement correct de la roue pendant le fonctionnement.

Les pompes OH3 sont des modèles en ligne à un seul étage, à accouplement direct, avec des roues en porte-à-faux et des supports de palier indépendants. Le moteur se monte directement sur la pompe pour une installation compacte, tandis que le logement de palier séparé absorbe les charges opérationnelles. Cette configuration s'avère particulièrement utile dans les applications où l'espace est limité.

Les pompes OH4 partagent une construction identique aux modèles OH3, ne différant que par leur utilisation d'accouplements rigides au lieu d'accouplements flexibles. Bien que les accouplements rigides transmettent un couple plus important, ils exigent une plus grande précision d'installation.

Les pompes OH5 sont dotées de conceptions à accouplement rapproché avec des roues montées directement sur les arbres moteurs. Ces pompes verticales en ligne à un seul étage offrent une construction extrêmement compacte et une maintenance simplifiée, ce qui les rend largement applicables dans diverses industries.

Les pompes OH6 représentent des conceptions à grande vitesse intégrant des boîtes de vitesses multiplicatrices de vitesse. La roue se monte directement sur l'arbre de l'engrenage, qui se connecte au moteur via des accouplements flexibles. Disponibles en configurations verticales et horizontales, ces pompes excellent dans les applications à forte hauteur de refoulement et à faible débit.

Les pompes centrifuges entre paliers positionnent les roues entre deux paliers supportés par le corps de pompe. Cet agencement offre un support d'arbre supérieur, réduit la déflexion et améliore la stabilité opérationnelle pour les applications à débit et à hauteur de refoulement élevés. L'API 610 classe les pompes BB en cinq types (BB1 à BB5) en fonction de la construction du corps.

Les pompes BB1 sont dotées de corps fendus horizontalement pour des installations horizontales à un ou deux étages. Cette conception facilite le démontage et la maintenance rapides, permettant le remplacement rapide des composants internes. Les pompes BB1 conviennent bien aux applications générales de transfert de fluides.

Les pompes BB2 diffèrent des modèles BB1 principalement par leur construction de corps à fente radiale. Cette conception résiste à des pressions plus élevées, ce qui la rend adaptée aux applications exigeantes.

Les pompes BB3 représentent des conceptions horizontales à plusieurs étages avec des corps fendus horizontalement, se connectant généralement aux moteurs via des accouplements flexibles. Ces pompes fonctionnent exceptionnellement bien dans les applications à forte hauteur de refoulement.

Les pompes BB4 utilisent une construction segmentée à plusieurs étages où chaque étage forme un anneau relié par des tirants. Également connues sous le nom de pompes à section annulaire, chaque étage à fente radiale se monte sur un arbre supporté par des paliers aux deux extrémités.

Les pompes BB5 sont dotées de corps extérieurs en forme de tonneau conçus pour un fonctionnement à haute pression. Ces conceptions à plusieurs étages intègrent une construction à double corps, à fente radiale et des accouplements flexibles.

Les pompes centrifuges à suspension verticale immergent leurs corps dans le liquide tout en étant suspendues à une plaque de montage via des colonnes. Cette configuration minimise le risque de cavitation, ce qui la rend idéale pour les applications à faible niveau de liquide ou à amorçage automatique. L'API 610 classe les pompes VS en sept types (VS1 à VS7) en fonction des variations structurelles.

Les pompes VS1 sont dotées de conceptions suspendues verticales à corps unique, servant de pompes à puits humides ou à diffuseur. La colonne sert de conduit de refoulement.

Les pompes VS2 utilisent des conceptions de corps volute tout en conservant d'autres caractéristiques similaires aux modèles VS1.

Les pompes VS3 représentent des conceptions suspendues verticales à débit axial et à corps unique, où la colonne de la pompe sert de conduit de refoulement.

Les conceptions VS4 intègrent des colonnes de refoulement séparées avec des corps volute. L'arbre suspendu verticalement peut inclure un support de palier intermédiaire.

Les pompes VS5 sont également dotées de colonnes de refoulement séparées, mais diffèrent en éliminant les paliers intermédiaires. L'arbre de la pompe reste en porte-à-faux, supporté uniquement par les paliers supérieurs.

Les pompes VS6 intègrent une construction à double corps, ce qui leur vaut le surnom de « pompes à canne ». Ces conceptions suspendues verticalement se déchargent par des colonnes de pompe. L'installation souterraine améliore parfois la disponibilité de la NPSH (Hauteur nette positive à l'aspiration).

Les pompes VS7 complètent la classification API 610 avec des conceptions de corps volute similaires aux modèles VS6 tout en conservant d'autres caractéristiques comparables.

La norme API 610 fournit une classification complète des pompes centrifuges, chaque type offrant des avantages distincts pour des applications spécifiques. Une sélection appropriée de la pompe nécessite une considération attentive du débit, de la hauteur de refoulement, des caractéristiques du fluide et de l'environnement d'exploitation, conformément aux directives de l'API 610. Cela garantit un fonctionnement fiable, une efficacité accrue et la sécurité de la production. À mesure que la technologie progresse, de nouvelles conceptions de pompes et des systèmes de surveillance intelligents continuent d'émerger, justifiant une évaluation continue des développements de l'industrie parallèlement aux principes fondamentaux de l'API 610.