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Défis et solutions typiques pour le transport de biomasse ligneuse

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Les systèmes de manutention de matériaux sont trop souvent une réflexion après coup. Lors de la conception d'une usine, les ingénieurs se concentrent généralement sur des îlots de machines coûteuses et négligent de réfléchir sérieusement aux systèmes qui les relient. Ils finissent par acheter la solution la moins chère, ce qui, bien qu'elle corresponde au budget, nuit financièrement à leur client sur le long terme.

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Les systèmes bon marché utilisant des convoyeurs à chaîne désuets finissent souvent par devenir des goulots d'étranglement de production parce qu'ils ne peuvent pas gérer la capacité, tomber en panne ou nécessiter une maintenance non planifiée.

Les systèmes qui traitent la biomasse ligneuse méritent plus d'attention. Les matériaux ligneux sont durs pour les systèmes de convoyage. Comprendre comment cela affecte les convoyeurs et quelle conception de convoyeur le manipule de façon optimale contribuera grandement à assurer le succès de vos opérations.

Défi 1 : corrosion acide

Le bois contient naturellement plusieurs acides, dont les plus grands volumes sont les acides formique et acétique. Une fois libérés du bois, les acides réagissent avec le métal pour former de la rouille. L'acide acétique est particulièrement agressif et peut causer de la corrosion à seulement 0,5 ppm dans l'air.

L'acide corrodera le métal partout où il entre en contact avec : les panneaux supérieurs et latéraux, les palettes (si en métal) et la chaîne. Parmi ces composants, la chaîne est la plus vulnérable et l'attaque est quelque peu invisible. Les acides attaquent les axes et les douilles de la chaîne, réduisant leur diamètre jusqu'à ce qu'ils se rompent sous charge. Il est intéressant de noter que les axes finissent par être le point de rupture de la plupart des chaînes qui manipulent des matériaux ligneux, même si les barres latérales des chaînes sont techniquement le point le plus faible.

La corrosivité du bois varie considérablement en fonction des conditions et de la nature du bois. Les essences de bois diffèrent par leur acidité. Certains bois, comme le sapin, ont tendance à n'être que légèrement acides. D'autres, comme le chêne et le cèdre rouge de l'Ouest, ont des niveaux de pH faibles, généralement entre trois et quatre. Les conditions du sol dans les différentes régions géographiques locales ont également une incidence sur le pH. La manière dont le bois a été traité et si oui ou non il a été traité a également une influence sur l'acidité.

Défi 2 : l'humidité

L'humidité est l'ennemi numéro 1 des convoyeurs. Les sources externes d'humidité telles que la pluie et l'humidité attaquent les convoyeurs de l'extérieur tandis que les sources internes du bois attaquent de l'intérieur.

Le taux d'humidité varie d'un bois à l'autre. Le bois vert a une teneur en humidité plus élevée que le bois séché. Le bois qui a été imbibé de pluie ou d'eau en aval de la rivière aura également un taux d'humidité plus élevé. Cette humidité, comme l'acide, corrodera les goupilles et les douilles de la chaîne. Au fur et à mesure que la rouille se forme dans ces composants, elle les érode davantage en tant qu'abrasif, ce qui aggrave les dommages.

Plus la température ambiante est élevée, plus le taux de corrosion est élevé, car il y a plus d'énergie disponible pour accélérer la réaction. Le bois chaud comme les granulés frais est donc particulièrement corrosif. Les convoyeurs en acier doux ne dureront pas longtemps pour la manutention de matériaux chauds et ligneux.

Solution : grandes goupilles, chaînes mobiles

Pour lutter contre la corrosion, en particulier dans les applications à grand volume, il est préférable de rechercher des chaînes avec des axes surdimensionnés. Les chaînes avec de telles goupilles ne sont pas courantes, vous devrez donc commander chez le fabricant du convoyeur. Mais elles dureront plus longtemps que les chaînes standard, ce qui en vaut le coût.

De plus, et c'est peut-être le plus important, recherchez des convoyeurs avec des chaînes qui se déplacent à l'extérieur de la voie de transport du matériau. Les convoyeurs à traînée traditionnels font passer leurs chaînes le long du panneau inférieur et à travers le matériau. Cela pose problème pour un certain nombre de raisons, la moindre d'entre elles étant qu'elle expose la chaîne de tous côtés aux effets corrosifs de l'acide et de l'humidité.

Solution : finition du convoyeur

Dans le cas de la corrosion, vous devez également tenir compte de la finition du convoyeur. Si l'acier peint est la solution la moins chère, c'est aussi la moins efficace pour protéger le convoyeur. La force d'adhérence de la peinture est d'environ 600 lb/po2, de sorte qu'elle s'écaille et s'écaille assez facilement. La peinture à l'intérieur du convoyeur ne durera pas longtemps.

La peinture en poudre est une meilleure option de finition. Il coûte plus cher que la peinture, mais sa force d'adhérence est plus élevée, et il enduit plus uniformément la surface du convoyeur, offrant une meilleure protection. L'acier galvanisé est un choix encore meilleur. La couche de zinc protège chimiquement l'acier sous-jacent de la rouille, même si le revêtement est rayé. Il est également beaucoup plus résistant que la peinture en poudre ; sa force d'adhérence est d'environ 3 600 lb/po2. Les finitions galvanisées ne se détérioreront pas sous l'effet des intempéries (à l'exclusion de la foudre et des catastrophes), et elles sont moins réactives que la peinture. Pour les applications où le bois a été exposé au sel marin, des finitions galvanisées deviennent nécessaires. Le sel agit comme catalyseur dans la réaction entre l'eau, l'air et l'acier, accélérant ainsi la corrosion.

Pour les applications à haute température, telles que la manipulation de granulés de bois frais, l'acier inoxydable devient le seul choix économique. Vous jetez essentiellement votre argent si vous achetez un convoyeur en acier doux pour de telles applications.

Défi et solution 3 : frottement et usure

La biomasse ligneuse endommage non seulement les convoyeurs avec les acides et l'humidité mais aussi avec l'abrasion. Celui-ci n'est pas difficile à comprendre : le matériau ligneux n'est pas mou. Ça gratte. Il s'emballe et se cale.

Pour faire face à l'abrasion, recherchez à nouveau une solution où les chaînes ne traversent pas le matériau. De plus, optez pour un convoyeur à deux chaînes au lieu d'un convoyeur à une seule chaîne. Dans un convoyeur à chaîne unique, le matériau s'emballe soit à gauche, soit à droite de la chaîne lorsqu'il entre dans le convoyeur. Ce faisant, il modifie la chaîne, l'endommageant et réduisant son efficacité opérationnelle globale. Dans le cas d'un convoyeur à deux chaînes, cela ne peut pas se produire ; les palettes sont maintenues d'un côté ou de l'autre de sorte qu'elles ne peuvent pas se tordre et les chaînes fonctionnent dans des auges qui ne leur permettent pas beaucoup de mouvement (si le convoyeur est ainsi conçu).

En ce qui concerne l'usure des panneaux inférieurs, vous pouvez opter pour un revêtement en acier résistant à l'abrasion pour augmenter la durée de vie des panneaux. Plus important encore, recherchez des convoyeurs à palettes et à chaînes qui ne traînent pas le long des panneaux inférieurs. (La traînée dans votre convoyeur à traînée ne devrait pas faire référence à des composants internes.) Plus que l'abrasion du bois, les chaînes et les palettes qui passent le long du plancher du convoyeur s'usent rapidement à travers les panneaux. Non seulement cette usure est un problème, mais lorsque les chaînes et les palettes traînent le long des surfaces internes en acier, le frottement qui en résulte diminue également l'efficacité du convoyeur. Cela signifie que vous dépenserez plus d'argent à alimenter le convoyeur pour surmonter son frottement interne plutôt que de déplacer du matériel.

Les convoyeurs à double chaîne sont les mieux placés pour enlever les palettes et les chaînes des panneaux inférieurs. Les chaînes peuvent être placées dans leur propre trajectoire et les panneaux qu'elles tiennent peuvent être conçus avec des tolérances qui ne permettent pas aux chaînes de racler les panneaux. Le fait d'écarter les chaînes de la trajectoire du matériau diminue également le volume de matériau qui va s'écouler entre les rouleaux et les pignons. Si des corps étrangers interfèrent dans l'engagement des chaînes et des pignons, le rouleau peut être endommagé.

J'ai récemment eu une conversation avec un ingénieur dont le client devait remplacer les panneaux de fond de ses convoyeurs tous les six mois. Ce client utilisait un convoyeur à traînée traditionnel avec la chaîne et les palettes qui couraient le long du plancher. Le résultat a été un système avec des frais d'exploitation élevés. Mais ce n'est pas forcément vous. Un convoyeur bien conçu vous aidera à éviter les maux de tête qui accompagnent un système de convoyage mal conçu et de mauvaise qualité. De meilleurs systèmes coûteront plus cher au départ, mais ils vous feront économiser de l'argent plus tard.