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Fiabiliser la mesure de niveau de dioxyde de titane

Le fabricant français de dioxyde de titane, Cristal, situé à Thann dans le Haut-Rhin, doit automatiser tout son processus pour préserver la pureté de son produit. Des opérations de maintenance longues et coûteuses sur l’installation en place l’ont amené à choisir une solution de Vega, jugée plus performante : le capteur radar pour liquides Vegapuls 64. 

Cristal est l’un des plus grands fournisseurs mondiaux de produits chimiques dérivés du titane.

Le dioxyde de titane est un produit qui est utilisé comme pigment blanc dans les peintures et les revêtements dans l’industrie automobile, dans l’industrie alimentaire ou l’industrie du textile et du papier. Toute la production est automatisée, et les capteurs utilisés dans le process subissent différentes contraintes : les dépôts de produit et la corrosion sont deux éléments très surveillés par les opérateurs de maintenance. Dans l’usine de Cristal, les matériaux qui composent les capteurs sont particulièrement sollicités, notamment dans les premières phases du processus suivant le procédé au sulfate. Le mélange initial de minerai et acide sulfurique est prélevé dans un réservoir et transféré dans un réacteur où l’on ajoute de l’acide sulfurique faible. La dissolution qui se produit alors est une réaction violente et exothermique qui dégage des vapeurs corrosives et génératrices de dépôts. Après stabilisation et mise en solution du mélange, on vide les réacteurs. Les impuretés sont ensuite éliminées : il s’agit généralement de particules de fer provoquant naturellement une coloration du dioxyde de titane.

Le manque de fiabilité

Auparavant, la société Cristal avait utilisé deux technologies différentes. D’abord, l’installation était équipée d’un ancien système radar : un capteur de niveau réputé lourd, encombrant avec une alimentation 230 V CA. Aussi, l’antenne cône devait nécessairement être protégée contre les dépôts par une plaque en téflon. L’appareil ne fournissait pas une mesure suffisamment fiable malgré les opérations Le manque de fiabilité Auparavant, la société Cristal avait utilisé deux technologies différentes. D’abord, l’installation était équipée d’un ancien système radar : un capteur de niveau réputé lourd, encombrant avec une alimentation 230 V CA. Aussi, l’antenne cône devait nécessairement être protégée contre les dépôts par une plaque en téflon. L’appareil ne fournissait pas une mesure suffisamment fiable malgré les opérations.

Testé et approuvé

Du fait de son étroite focalisation, aucune modification n’a été nécessaire pour l’installation du Vegapuls 64.

Dès la présentation du nouveau capteur Vegapuls 64 fonctionnant à une fréquence de 80 GHz, les responsables de Cristal se sont manifestés pour réaliser des tests en situation réelle. Les équipes de Vega ne savaient pas encore si celui-ci résisterait aux conditions difficiles du processus de dissolution. Le premier essai a été réalisé directement dans un réservoir de production, en conditions réelles. Via un faisceau de mesure très étroit, le nouvel appareil se monte facilement sur un manchon existant, sans apporter de modifications à l’installation existante. La mise en service a également été simplifiée puisque l’étape de suppression des échos parasites a pratiquement disparu. Les tests ont été concluants et le Vegapuls 64 a gardé sa place dans le réacteur. Tous les capteurs de niveau des autres réservoirs ont été remplacés à la suite de ces tests.

Une meilleure focalisation

Lorsqu’on utilise un faisceau radar à une fréquence de 26 GHz, la mesure est faussée par les obstacles internes. Pour détecter avec un maximum de précision le niveau dans une cuve ou un réservoir, il est indispensable que le signal réfléchi par le produit soit distinct des signaux parasites. Deux éléments viennent déterminer l’angle d’ouverture du faisceau, et donc sa focalisation : la fréquence d’émission et la taille de l’antenne. La fréquence de 80 GHz du Vegapuls 64 permet de détecter uniquement le produit. Et si des dépôts s’invitent sur l’antenne, le capteur sera capable de compenser l’atténuation du signal.

 

À lire en intégralité dans le Journal des Fluides n°81 Juillet/Août 2017

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