Le héros méconnu de la livraison de fluides et de solides en vrac

Quelque part parmi cette quantité colossale de métal - les innombrables tonnes d'acier qui composent la plate-forme ou la plate-forme, la grande quantité de tubes et de tuyaux et le nombre considérable de vannes et de raccords - se trouve un petit sous-système, composé d'environ 400 Kg. d'acier, qui assure une liaison vitale : un bras de chargement. C'est le point fort des systèmes de chargement OEM et fabricants Excel.

Vous n'avez pas besoin de vous spécialiser dans l'industrie pétrolière pour visualiser certains des équipements utilisés pour acheminer le pétrole de la matière première vers un produit fini, comme l'essence. Les plates-formes pétrolières et les plates-formes pétrolières, les pétroliers océaniques, les raffineries, les pipelines et les camions-citernes sont parmi les éléments les plus visibles d'un système sur lequel nous comptons presque tous au quotidien - un système qui pompe le pétrole du sol, le transporte, le raffine et le livre à l'une des 168 000 stations-service aux États-Unis

Quelque part parmi cette quantité colossale de métal - les innombrables tonnes d'acier qui composent la plate-forme ou la plate-forme, la grande quantité de tubes et de tuyaux et le nombre considérable de vannes et de raccords - se trouve un petit sous-système, composé d'environ 400 Kg. d'acier, qui fournit une connexion vitale.

Ce sous-système est un bras de chargement, un dispositif qui est le point fort du concepteur, du fabricant et des OEM Excel Loading Systems, Sharonville, Ohio.

Un bras de chargement comprend généralement deux ou trois longueurs de tuyau qui se terminent par des coudes à 90 degrés. Chaque extrémité est reliée au tube suivant par un émerillon, un dispositif mécanique qui peut tourner à 360 degrés et contenir toujours le média. Une extrémité de l'unité est fixée à un conteneur de stockage ou un réservoir, et l'autre extrémité a un coupleur qui se fixe à un port pour vider un wagon ou un réservoir. Lorsqu'un wagon ou un camion-citerne s'arrête pour décharger sa cargaison, un opérateur de dépôt fait basculer le bras de chargement en position, le fixe au port de déchargement et ouvre une vanne.

"Nos trois applications les plus courantes sont les wagons, les camions-citernes et les bacs", a déclaré David Shull, président. Environ 90 % des produits de l'entreprise sont conçus pour les wagons et les camions-citernes. Les systèmes de chargement pour bacs, récipients de mélange de produits chimiques mesurant 48 po sur 48 po sur 48 po, représentent environ 10 % des activités de l'entreprise. La plupart des applications impliquent des liquides, bien que certains solides en vrac soient également transportés par des bras de chargement.

"Les bras de chargement standard mesurent de 2 pouces de diamètre à 6 pouces de diamètre", a déclaré Joe Williamson, directeur de l'ingénierie. "Le diamètre spécifique dépend du débit requis."

Les bras de chargement d'Excel se déclinent en deux grandes variétés : à longueur fixe et à longueur variable. Pour les applications ferroviaires et les applications de camions dans lesquelles le positionnement des camions est précis et cohérent, le type le plus simple à longueur fixe, celui avec le moins de composants et, surtout, le moins de virages, est approprié. Pour les applications dans lesquelles le positionnement du navire de transport n'est pas solidement cohérent, le style à longueur variable est le meilleur choix.

Les matières premières d'Excel comprennent les aciers au carbone, les aciers inoxydables et, pour la manipulation de produits chimiques agressifs, les métaux spéciaux tels que l'alliage 20 et les métaux Hastelloy. L'entreprise achète des longueurs de tube et des coudes à 90 degrés correspondants. Pour les applications de qualité alimentaire, il achète un tube dont le diamètre intérieur est poli à la douceur nécessaire, spécifiée en rugosité moyenne (Ra).

Après avoir été coupé à longueur sur une scie à ruban, le composant du bras est relié à un coude.

"Nous utilisons à la fois le soudage TIG et le soudage MIG pour nos applications", a déclaré Williamson. "Pour toutes les applications de bras de chargement, nous soudons selon une norme en vigueur, telle que ASME B31.3 Section VIII.

En plus des styles de chargement par le haut et par le bas (le chargement par le bas est illustré ici), les bras de chargement se déclinent en plusieurs variétés, notamment à portée fixe, à portée variable, à flèche soutenue, à flèche non soutenue et à contrepoids.

"Pour nos bras de chargement de qualité alimentaire, la dernière étape de fabrication est un polissage de la zone de soudure", a-t-il déclaré. "Nous utilisons un outil manuel qui a suffisamment de flexibilité pour gérer le coude à 90 degrés, en polissant les diamètres intérieurs des tuyaux de 3 à 4 pouces", a déclaré Williamson. L'entreprise utilise des jauges de rugosité pour déterminer la douceur, et lorsque le cordon de soudure est suffisamment lisse, le bras passe à une étape d'assemblage pour fixer les joints pivotants et d'autres matériels. Ensuite, il est prêt à être expédié.

Polyvalence presque infinie. Pour certaines applications, le bras et les options sont simples. Par exemple, les camions-citernes sont conformes à la norme 1004 de l'American Petroleum Institute (API), qui dicte les diamètres de déchargement (la plupart sont de 4 po) et la conception de l'adaptateur, qui est un coupleur qui répond aux spécifications de l'API.

Dans d'autres cas, ce n'est pas si simple. Bien sûr, tous ceux qui doivent décharger des liquides en vrac aimeraient maximiser le débit, ce qui signifie utiliser les tuyaux de plus grand diamètre, le moins de coudes et le plus petit nombre de raccords et d'adaptateurs possible. Cependant, la plupart des applications manquent de standardisation, il est donc impossible de savoir si un diamètre de port correspondra au diamètre du bras de chargement, et des adaptateurs sont parfois nécessaires. Bien qu'ils puissent limiter le débit, les adaptateurs offrent suffisamment de flexibilité pour gérer n'importe quelle situation de déchargement.

De nombreux types de joints pivotants sont également disponibles pour s'adapter aux nombreuses applications de distribution de fluides en vrac, tels que les joints équipés de joints et de graisse de qualité alimentaire, ou les joints doubles pour les produits chimiques caustiques.

"Le bras de chargement peut également avoir un port intégré avec un capteur afin que le contenu n'entre pas en contact avec l'atmosphère", a déclaré Williamson. Certains produits chimiques sont si réactifs qu'ils deviennent inflammables, voire explosifs, lorsqu'ils sont exposés à l'air.

Caractéristiques et options standard. La polyvalence ne s'arrête pas aux adaptateurs. Bien que chaque bras de chargement doive avoir quelques fonctionnalités standard, de nombreuses options sont disponibles pour fournir une utilité maximale :

Options de longueur.Le chargement par le bas peut être une application difficile.

"Pour décharger une cargaison par le bas d'un camion-citerne, un excellent positionnement est nécessaire", a déclaré Williamson. S'il s'agit d'utiliser les mêmes chauffeurs encore et encore et que les chauffeurs ont une idée du bon endroit pour le camion, la station de déchargement peut se contenter d'un bras de longueur fixe. Cependant, si les chauffeurs ne sont pas des habitués de cette route, ou si l'arrêt n'est pas fréquent, il est beaucoup plus difficile pour les chauffeurs de positionner le camion là où il doit être. Un bras de chargement à portée variable, un avec une longueur de tube supplémentaire et deux joints pivotants supplémentaires, permet au bras de chargement une plus grande liberté de positionnement.

Les tubes les plus longs d'Excel mesurent 14 pieds, ce qui est la limite de ses bras de chargement à longueur fixe. Ses bras de chargement à longueur variable peuvent fonctionner jusqu'à 26 pieds.

Williamson estime qu'un 4 pouces typique. le bras de chargement pèse de 300 à 500 livres, alors comment l'opérateur du dépôt fait-il basculer une unité de chargement en position et la rétracter, tout au long de la journée, sans effort ?

Pour soulager la fatigue de l'opérateur, Excel conçoit et fabrique ses propres cylindres à ressort - un ressort à l'intérieur d'un boîtier tubulaire, bien sûr - qui supporte le poids du bras. Il fournit également des systèmes d'équilibrage pneumatiques et hydrauliques.

Il s'agit d'aller au-delà de la fabrication de bras de chargement qui fonctionnent et de développer des produits aussi faciles à utiliser que possible. La réduction de l'effort associé au déchargement de 140 milliards de gallons d'essence par an permet d'économiser un certain nombre d'opérateurs de dépôts contre les traumatismes liés au stress répétitif.