Garantie d’étanchéité sur ligne Sodium (extraction Titane)

ETUDE DE CAS

  • 1/ Le contexte

Parmi les différents développements technologiques permettant l’extraction du Titane (en savoir plus), le procédé nommé « IT Armstrong Process » est un principe d’obtention de la poudre de Titane consistant à faire circuler des vapeurs de TiCl4 dans un réacteur contenant un bain de sodium.
Ce process a intéressé Guichon puisque nous avons été sollicités pour résoudre une problématique lié aux contraintes du fluide « Sodium » intervenant dans la réaction chimique suivante :

robinet guichon dans process extraction titane

Schéma : Procédé de réduction du tétrachlorure de titane

  • 2/ Les contraintes

Le Sodium (Na) utilisé sous forme liquide est un élément très réactif qui s’enflamme à l’air, aucune fuite n’est donc admise vers l’extérieur sur l’ensemble des éléments de la tuyauterie dont les vannes à soupape ON/OF et de régulation.
Une étude et une conception spéciales ont été nécessaires pour répondre à la fois aux conditions de services particulières (5.2 bar pour 455°C – fluide Sodium) et à l’imposition du client d’avoir un siège démontable sur des vannes à soupape.

  • image de simulation d'écoulement de flux étude de guichon valves3/ La solution proposée par Guichon

Robinets à soupape DN4’x4’ – PN 50
Actionneur pneumatique – siège démontable.
Application Sodium – haute température – métal fondu.

zoom sur soufflet et lèvres à souder spécifique robinet à soupape guichon robinet soupape pour sodium guichon
  • Vanne mécano-soudée avec soufflet et lèvres à souder > prévention des fuites (fabrication complexe due aux risques de déformation lors des opérations de soudure)outil de maintenance pour siège démontable développé par Guichon
  • Conception avec siège démontable sur vanne à soupape
  • Création et fabrication d’un outil spécifique pour permettre la maintenance au niveau du siège démontable : flèche

 

Avantages

  1. Savoir-faire Guichon sur les conceptions mécano-soudées.
  2. Maitrise industrielle sur des fabrications complexes.
  3. Préconisation de notre équipe d’ingénieurs et techniciens pour des solutions novatrices

 

Informations générales sur le Titane :

Le titane est le 9ème élément le plus abondant sur Terre et se classe 4ème dans la liste des métaux après le fer, l’aluminium et le magnésium. On trouve le Titane surtout sous 4 formes de minerais : le leucoxène, le rutile, l’ilmenite er les scories.

lingot de titane

Principalement utilisé dans l’industrie du pigment sous la forme d’oxyde (TiO2), le titane est également exploité sous sa forme métallique (Ti) mais la complexité et le coût de sa méthode d’extraction en font un matériau cher et sous-utilisé malgré ses propriétés intrinsèques (faible densité, performances mécaniques élevées, tenue à la corrosion, biocompatibilité, amagnétisme etc.).
Malgré le frein économique que représente son coût de production élevé, le titane est un matériau indispensable à de nombreuses applications civiles et militaires.

Applications industrielles 53% Biens de consommation 7%
Aéronotique commerciale 35% Applications militaires 5%

Consommation mondiale en 2012 : entre 114.000 et 126.000 tonnes
A titre de comparaison, le production mondiale de titane métal avoisine les 80.000 tonnes alors que celles du magnésium et de l’aluminium atteignent respectivement 860.000 tonnes et 33 millions de tonnes.

Concernant les procédés d’extraction, des recherches ont été menées pour trouver de nouveaux procédés en remplacement de celui de Kroll, sur l’ensemble des recherches et études seuls trois développements sur plus d’une vingtaine semblent montrer un potentiel industriel :
- le procédé FFC développé par la société Metalysis (R.-U) ;
- le procédé Armstrong développé par la société ITP (USA)
- le procédé MER développé par la société MER (USA)