Bandes transporteuses pour papeteries : résistance à la chaleur, à l'humidité et aux produits chimiques

Une papeterie ne chauffe pas une bande transporteuse comme un four à ciment. Pas de clinker incandescent tombant sur la plaque de protection, pas de mur rayonnant à trois mètres, pas d'odeur de caoutchouc brûlé lors des changements d'équipe. Le procédé utilisé est plus silencieux et, d'après notre expérience, plus difficile à contrer. La bande est maintenue entre 60 et 90 °C pendant vingt heures par jour, baignée de vapeur, un liquide blanc est versé sur son bord, et des copeaux chargés de sable et de fil d'agrafes y glissent. La bande ne casse pas au bout d'une semaine. Elle casse au bout de quatorze mois, au niveau du raccord, un dimanche, alors que le stock est plein.

Cette différence est cruciale lors de l'achat. Une spécification conçue pour une ligne de clinker à chaud vous fournira un revêtement capable de résister à 300 °C pendant 90 secondes, mais qui se délaminera ensuite dans un convoyeur à copeaux humides en moins d'un an, car le mécanisme de défaillance pour lequel vous avez payé n'est pas celui qui causera votre perte. En papeterie, l'utilisation est soumise à des conditions de chaleur humide et à une composante chimique. La carcasse, la couche de finition entre les plis et le joint sont plus importants que le revêtement supérieur, et leur importance ne se révèle qu'en ouvrant une bande usagée et en examinant ses différentes couches.

Envoyez-nous les données de votre ligne et nous dimensionnerons la courroie pour une utilisation en milieu humide et chaud.

Nous allons examiner ci-dessous les quatre points de passage d'une bande transporteuse dans une usine de pâte à papier, l'effet de la chaleur humide et de la liqueur sur le caoutchouc et le tissu, la façon dont les copeaux et les particules métalliques endommagent la bande dans le sens de la longueur, et les points à vérifier lors d'une inspection avant le prochain arrêt. Le champ d'application est volontairement restreint. Il s'agit des bandes transportant les copeaux, l'écorce, la pâte, les brisures, les bobines et les feuilles empilées. Nous n'aborderons pas le tissu de formation ni le feutre de presse à l'intérieur de la machine à papier, qui sont des textiles techniques conçus selon un principe totalement différent. Les considérer comme un seul et même élément, au même titre qu'une bande transporteuse, constitue une erreur fréquente et coûteuse lors de l'achat de documents.

01Où les courroies des usines de papier cèdent réellement

Le premier indicateur n'est pas la dureté du revêtement, mais la résistance de l'adhérence entre les plis après un cycle de séchage à chaud et humide. Prélevez deux échantillons du même rouleau, conservez-en un à température ambiante et plongez l'autre dans l'eau à 80 °C pendant sept jours, puis effectuez un test de pelage sur les deux. Une bande présentant une résistance de 6 N/mm à sec et de 2,3 N/mm après trempage a perdu plus de la moitié de son adhérence entre les plis ; à ce stade, la bande n'est plus maintenue que par la colle de bord et l'adhérence des fibres. Les usines qui ne contrôlent la dureté qu'à réception ne constatent jamais ce problème, car un revêtement peut conserver une dureté de 62 Shore A alors que la couche sous-jacente s'est déjà décollée.

Après dix-neuf mois de service, nous avons retiré une bande transporteuse EP à quatre plis d'un convoyeur à copeaux alimentant un digesteur dans le Fujian. La couche supérieure présentait encore une dureté Shore A de 58. L'interface entre la couche supérieure et la première couche s'est décollée à une force de 1,9 N/mm, contre 5,8 N/mm pour un échantillon conservé du même lot de production. La bande fonctionnait avec une fuite de vapeur au point de transfert ; une section de 600 mm avait ainsi été maintenue à près de 95 °C, avec de la condensation s'écoulant à l'intérieur. Depuis la passerelle, rien ne laissait paraître d'anomalie sur cette bande. Elle se séparait en une bande que l'on ne pouvait localiser qu'en s'agenouillant sous la goulotte avec une sonde.

Pourquoi le profil diffère-t-il d'une ligne de clinker ?

Le tableau ci-dessous est celui que nous utilisons lors de la première réunion avec l'équipe de maintenance d'une usine, car il permet de trancher la question de la transposition d'une spécification de résistance à la chaleur d'une autre usine. C'est rarement le cas. Les deux tâches sollicitent différentes parties de la construction, et les valeurs qui déterminent la durée de vie de la courroie divergent rapidement.

Lisez ce tableau en gardant une chose à l'esprit : les conditions de travail en papeterie ne sont pas moins exigeantes que celles en cimenterie. Elles sont plus lentes, plus humides et contiennent davantage de produits chimiques, et ces trois facteurs affectent des parties de la bande que la chaleur seule ne touche jamais. Un revêtement résistant à 300 °C peut s'avérer inadapté, car l'agression se situe à l'interface entre les plis et le long du bord de coupe, et non sur la surface supérieure.

Du côté des matériaux de base, notreGuide des hautes températures pour les cimenteriesCet article traite en détail du cas de la surchauffe. La suite se déroule à l'intérieur du périmètre de la scierie.

02Quatre zones de travail à l'intérieur d'une seule usine

On n'achète pas une seule courroie pour une papeterie. Une usine intégrée classique utilise quatre types de convoyeurs différents, chacun ayant des exigences spécifiques ; une conception unique implique donc forcément des compromis. Le parc à bois est sale et abrasif. La zone de pâte à papier est chaude, humide et alcaline. La zone de finition est propre, plane et très exigeante sur les dimensions. L'aire de récupération est un environnement chimique avec de la chaleur en aval. Les acheteurs qui envoient une seule demande de renseignements pour des « courroies pour papeterie » reçoivent généralement quatre réponses médiocres.

Parc à bois et manutention des copeaux

Les grumes, l'écorce, les copeaux et la sciure arrivent humides du bassin de stockage ou secs du déchargement d'un camion, et le convoyeur traite les deux au cours du même poste. L'écorce transporte du sable et du gravier, les copeaux contiennent des nœuds et parfois des fragments de lame de broyeur, et les deux types de matériaux transportent du fil d'agrafes provenant du pressage. Le convoyeur fonctionne ici à une vitesse de 1,6 à 2,8 m/s sur des galets de guidage inclinés à 35° ou 45°, et la charge est déversée en hauteur ; l'impact est donc un facteur important lors du transfert. Une épaisseur de couverture de 6 à 8 mm côté transport est courante, et une carcasse résistante aux coupures est indispensable car une entaille longitudinale de 300 mm causée par un fragment de lame peut arrêter la chaîne aussi efficacement qu'une brûlure.

L'écorce est le plus nocif des deux matériaux. Acide lorsqu'elle commence à pourrir en tas, elle retient l'eau contre le revêtement pendant des heures et s'infiltre dans le caoutchouc de la jupe du tapis jusqu'à ce que celui-ci frotte contre une paroi de fibres humides. Les scieries qui utilisent l'écorce sur le même tapis que des copeaux propres constatent généralement des dommages sur les bords en premier, car le matériau compacté désaxe le tapis et le bord frotte contre la paroi de la goulotte.

Pâte à papier, rebuts et bris humides

C'est la zone la plus chaude, celle où se joue l'efficacité du traitement à chaud humide. Les rejets de tamisage et de nouage sortent à 60-80 °C, encore imprégnés de liquide. Les brisures humides provenant de la bobineuse et du pulpeur sont lourdes, cohésives et gorgées d'eau ; elles adhèrent à une surface lisse, contrairement aux copeaux. Les bandes transporteuses fonctionnent ici généralement à plat ou dans une auge peu profonde, à faible vitesse (souvent inférieure à 1,2 m/s), et l'ensemble du convoyeur baigne dans une atmosphère saturée de vapeur qui ne s'assèche jamais entre les équipes.

Les boues et le gâteau de décantation primaire appartiennent à la même famille. Ils ne sont pas chauds, mais ils sont humides, légèrement alcalins et abrasifs, leur grain fin polissant le revêtement plutôt que de l'abîmer. Un revêtement devenu brillant et dur dans une conduite de boues indique que le composé est lessivé, et non usé.

Rouleaux, feuilles et piles finies

Après l'enrouleuse et la coupeuse, le rôle change radicalement. Des rouleaux de papier de 1,5 à 4 tonnes sont acheminés sur des convoyeurs à bande, à chaîne ou à rouleaux. La bande doit impérativement éviter toute marque sur le papier et empêcher le rouleau de se dévier. La qualité de la finition prime sur la résistance à l'abrasion : un revêtement dur et chargé de particules abrasives laissera une marque sur la face inférieure de chaque rouleau. Dans les ateliers de finition, la température est modérée (25 à 35 °C), mais l'air est sec et saturé de poussière de papier. La bande doit donc respecter une précision de quelques millimètres sur une longue distance.

Les piles de feuilles sortant de la découpeuse posent un problème différent. Légères et à plat, elles glissent si la surface du tapis est trop lisse ou si les deux tapis latéraux ne tournent pas à la même vitesse. Sur une découpeuse de 1 600 mm, nous avons constaté des rotations de piles allant jusqu'à 15° entre la découpeuse et l'emballeuse, car l'un des deux tapis d'alimentation s'était étiré de 0,3 % de plus que son voisin.

Récupération, chaux et environnement de cuisson

L'îlot de récupération, bien que court en longueur de convoyeur, présente des risques importants. Les boues de chaux, les résidus de liqueur verte et les gâteaux de sel sont tous alcalins, humides et à une température de 70 à 95 °C à leur sortie d'un filtre ou d'une trémie d'alimentation du four. Les convoyeurs proches de la chaudière de récupération baignent également dans une atmosphère contenant des composés soufrés, ce qui explique la décoloration gris-brun terne de leurs revêtements, bien avant leur usure. Un convoyeur court, d'une douzaine de mètres par exemple, peut nécessiter une attention plus soutenue qu'un convoyeur à copeaux de 400 mètres, car tout ce qu'il touche est chimiquement réactif.

Acheter pour un moulin, pas pour un catalogue

L'approvisionnement en matériaux pour les usines de traitement des déchets diffère de celui des carrières sur un point important. La bande transporteuse représente une petite part du budget d'investissement mais une part importante du risque d'arrêt de production ; par conséquent, le poste de dépense le moins cher est rarement la décision la plus économique.fabricant de bandes transporteusesLe fabricant de courroies pour environnements humides et chauds s'informera sur le contact avec les liquides et l'exposition à la vapeur avant d'établir un devis, car ces deux éléments influencent le type de couche de finition et le traitement des bords. Un fabricant qui se base uniquement sur la largeur et le nombre de plis propose une courroie adaptée aux environnements secs, même avec une étiquette « résistant à la chaleur ».

Demandez la fiche de fabrication, pas seulement la fiche technique. Ce document utile répertorie le type et la finition du tissu, le nombre de plis, le composé de l'entoilage, le composé de couverture et l'épaisseur de chaque face, ainsi que la méthode d'épissure pour laquelle la courroie a été conçue.usine de convoyeursCe qui ne peut pas produire cette feuille pour une commande spécifique ne fabrique pas selon un cahier des charges, il expédie à partir du stock. Notre propreprocessus d'assurance qualitéCela existe parce que les usines continuaient de demander exactement ces chiffres après la livraison, et il est plus facile de les enregistrer lors de la construction que de les reconstituer ultérieurement.

L'aspect approvisionnement est plus pratique qu'il n'y paraît. Une usine à quatre zones de fonctionnement ne devrait pas stocker quatre courroies de rechange différentes, et unefournisseur de bandes transporteusesqui comprend que l'usine peut généralement rationaliser ces zones en deux constructions plus une zone spécialisée pour la zone de récupération. C'est ce quecourroies transporteuses en grosDans le contexte d'une usine, cela ne devrait pas signifier une réduction sur un conteneur, mais un nombre réduit de références couvrant les mêmes tâches. En travaillant sur undistributeur de bandes transporteusesDisposer d'un entrepôt local réduit le temps d'attente lorsqu'une chaîne d'approvisionnement tombe en panne à 2 heures du matin, et cette disponibilité vaut bien plus qu'une petite différence sur le bon de commande.

Deux dernières remarques avant de clore le cahier des charges. Une normecourroie transporteuse en caoutchoucLe modèle EP couvre bien le parc à bois et l'atelier de finition, et constitue la configuration par défaut idéale pour la majeure partie de l'usine. Pour le cœur chaud, humide et alcalin de l'usine, il faut prendre en compte la montée en température et l'accumulation chimique, ce qui fait l'objet d'un article différent, même si la largeur et le nombre de plis semblent similaires sur le papier. Si l'usine possède également son propre atelier d'usinage ou des moteurs, unconvoyeur industrielLe catalogue qui inclut le côté entraînement est pratique, et lefabricant de courroies de transmissionLa gamme couvre les courroies d'entraînement, et la même choseFabricant de courroies trapézoïdalesfournit les ensembles compatibles qui assurent le fonctionnement des ventilateurs, des pompes et des entraînements de pulpeur.

03Chaleur humide continue, et non chaleur de pointe

Le vieillissement du caoutchouc suit deux courbes distinctes. Une exposition à la chaleur sèche à 90 °C pendant un an durcit lentement le revêtement et augmente son module d'élasticité ; la courroie y résiste généralement, ne présentant que des craquelures superficielles. Une exposition à la chaleur humide à 90 °C pendant un an produit un tout autre effet. L'eau diffuse dans le composé, le plastifie, puis attaque les liaisons aux interfaces où le composé rencontre le tissu ou le câble. Le revêtement peut rester souple tandis que la structure sous-jacente se détériore. C'est pourquoi une usine qui ne mesure que la dureté du revêtement considère ses courroies comme étant en bon état jusqu'au jour de l'ouverture du raccord.

Il existe un second effet, purement mécanique. Une courroie passant dans une enceinte à vapeur à 80 °C se dilate, tandis que la même courroie, située sur le brin de retour à l'extérieur de l'enceinte, se contracte. Sur une distance de 200 m entre les axes, une variation de longueur réversible de 0,15 % correspond à 300 mm de courroie se déplaçant d'avant en arrière dans le dispositif d'enroulement, à chaque cycle, tout au long de la journée. Le dispositif d'enroulement absorbe cette variation, mais le raccord et le revêtement de la poulie la subissent. La fatigue des raccords dans une papeterie est très souvent due à des cycles thermiques maquillés en défaillance mécanique.

Ce que la plage de températures de 60 à 90 °C fait réellement à chaque couche

Le polyester est la fibre standard pour les carcasses à usage général, mais il présente une faiblesse non négligeable. Au-delà de 80 °C environ, en présence d'alcali, il s'hydrolyse et cette perte est irréversible. Un tissu neuf, testé à 200 N/mm de largeur en chaîne, peut perdre un cinquième de cette valeur en deux ans sur une ligne de production de pâte à papier alcaline et chaude, sans aucun signe extérieur apparent. Le nylon est plus résistant à l'hydrolyse, mais il est plus extensible, ce qui incite à privilégier un câble d'acier ou une construction hybride pour les grands centres. Ces deux options ont un coût.

La couche de finition entre les plis est celle dont la plupart des acheteurs ne parlent jamais. Fine et appliquée lors de la fabrication, elle détermine si l'eau qui s'infiltre par une arête coupée peut s'écouler le long de l'interface entre les plis. Une bande transporteuse de qualité industrielle dotée d'une couche de finition barrière chimique adéquate présentera un gonflement localisé à moins de 50 mm de la zone endommagée. En revanche, une bande sans cette couche laissera l'eau s'infiltrer sur un mètre de longueur, et une fois la zone coupée, toute la section sera bonne pour la casse au lieu d'être réparée.

Les fuites de vapeur méritent une attention particulière. Une fuite de 3 mm au niveau d'une bride de hotte est une véritable plaie. Elle déverse de la vapeur saturée à 100 °C, additionnée de condensat, en un seul point, 24 heures sur 24, et finira par endommager gravement le revêtement en quelques semaines. Chaque fois que nous avons analysé une courroie ayant subi une défaillance « inattendue » sur une ligne de production de pâte à papier, nous avons constaté qu'une fuite, pourtant signalée à deux reprises, avait été ignorée à chaque fois.

Aucune de ces quatre solutions n'est universelle, et quiconque propose un composé unique pour chaque convoyeur d'une usine se contente de vendre des actions plutôt que d'apporter une solution. La question pertinente est plus précise : quelles bandes transporteuses baignent dans la vapeur, lesquelles dans le liquide, et lesquelles dans les deux ? La réponse à cette question permet généralement de choisir le composé de manière quasi automatique.

04Alcool noir, alcool blanc et chimie Splash

La liqueur noire est le principal problème de l'usine. Son pH se situe entre 12 et 13, elle contient de 12 à 18 % de matières solides dissoutes, sa température oscille entre 70 et 85 °C dans le circuit de liqueur faible, et elle se retrouve systématiquement sur les courroies par des fuites au niveau des presse-étoupes, des points de prélèvement, des débordements de cuves et par simple habitude de rincer un déversement au jet d'eau vers l'égout le plus proche. De plus, c'est un tensioactif. Une fois qu'il mouille une surface en caoutchouc, il continue de s'étaler et entraîne avec lui de fines fibres dans la moindre fissure.

La liqueur blanche est pire, d'une autre manière. Caustique et sulfureuse (pH 13-14), elle laisse, au moindre contact avec le revêtement, une croûte caustique qui se réhydrate dès que l'humidité augmente. Cette croûte continue d'attaquer le caoutchouc entre les équipes. Les usines attribuent souvent les dommages aux bords à la chaleur, alors qu'il s'agit en réalité d'une brûlure caustique sous un dépôt sec.

Trois façons dont la chimie s'intègre à la ceinture

La première voie d'infiltration est la coupure du bord. Une courroie n'est pas scellée sur le bord, sauf indication contraire, et un bord de tissu ouvert constitue une mèche. L'alcool pénètre, se propage le long de la chaîne et fait gonfler le tissu, ce qui provoque l'écartement des plis de l'intérieur. Une déchirure de 40 mm sur le bord se transforme en un délaminage de 400 mm, car c'est le tissu lui-même, et non la couverture, qui a transporté l'alcool.

La seconde voie est l'épissure. Une épissure vulcanisée présente une surface de contact plus importante que toute autre partie de la bande. Si les bords des marches ne sont pas scellés par un revêtement, l'eau stagne dans les joints. Sur une bande fonctionnant en milieu humide, nous avons mesuré une adhérence de l'épissure chutant à 40 % de sa valeur initiale en seulement 14 mois, l'épissure restant néanmoins physiquement intacte lors d'une inspection depuis la passerelle.

La troisième voie consiste à traverser la couverture elle-même, lentement. Aucun caoutchouc n'est totalement imperméable à l'eau chaude alcaline. La question est de savoir à quelle vitesse le transport s'effectue, et c'est là que la formulation du composé et l'épaisseur de la couverture sont toutes deux importantes. Une couverture de 4 mm sur un convoyeur à pâte à papier n'est pas suffisante pour ralentir le processus. Six millimètres constituent le minimum que nous préconisons pour un fonctionnement continu en milieu humide, et 8 mm en cas d'éclaboussures.

Il y a une conséquence indirecte à cela : les papeteries ont tendance à surdimensionner la résistance chimique de l'ensemble de leur usine après une mauvaise expérience en matière de récupération, puis s'étonnent des marques laissées sur le papier par les convoyeurs de finition. La résistance aux alcalis forts est généralement obtenue avec un composé plus dur et plus chargé, or un composé plus dur transfère les impuretés et laisse des traces. Spécifier par zone est plus économique et plus efficace que de spécifier la résistance chimique maximale pour l'ensemble de l'usine.

Là où la charge chimique domine véritablement, notrebande transporteuse résistante aux produits chimiquesLa gamme est conçue autour de composés barrières et de bords scellés plutôt que d'un simple revêtement amélioré. Lorsque le contaminant est de l'huile de tall, de la graisse ou de l'huile lubrifiante plutôt que de l'alcool,bande transporteuse résistante à l'huileLa famille est un bon point de départ, car un mélange de nitriles supportera l'huile tout en tolérant une alcalinité modérée.

05Copeaux, sable et métaux de vagabondage

Les copeaux provenant de la déchiqueteuse ne constituent pas un matériau homogène et propre. Ils contiennent du sable du parc à grumes, des gravillons de la benne du camion, des nœuds non décomposés et du métal. Ce dernier représente la part la plus coûteuse : fil d'agrafes des balles, fragments de lames de déchiqueteuse cassées, morceau de plaque d'usure, outil oublié sur le convoyeur lors d'une réparation. Rien de tout cela n'est courant. En revanche, sur une ligne de production à haut rendement, leur présence est inévitable sur une période de cinq ans.

Lorsqu'un morceau de métal se coince, il ne perfore pas la courroie. Il est entraîné sous le tablier ou coincé au point de chargement, et il la coupe dans le sens de la longueur, suivant le sens de déplacement. Un fragment de 20 mm peut créer une fente de 900 mm en moins d'une minute, car c'est la courroie elle-même qui effectue la coupe, en frottant l'objet coincé contre un bord fixe, comme la lame d'une machine à refendre. Deux incidents de ce type en une semaine et la courroie est bonne à remplacer plutôt qu'à réparer.

Qu'est-ce qui résiste réellement à une coupe longitudinale ?

L'épaisseur du revêtement est moins efficace qu'on ne le pense. Un revêtement de 10 mm en caoutchouc souple se bloque facilement devant un fragment de lame coincé. C'est le tissu qui résiste. Une carcasse résistante aux coupures utilise une chaîne plus dense et plus tenace, parfois avec une couche de rupture, de sorte que la déchirure s'arrête en quelques centaines de millimètres au lieu de s'étendre sur toute la longueur. Lors d'une réparation sur site, la différence est comparable à celle entre une rustine de 300 mm et un raccord de 4 m ; sur un convoyeur à copeaux, cela représente la différence entre une intervention de nuit et un arrêt de production de deux jours.

La géométrie de la jupe est tout aussi importante que la courroie elle-même. L'écart entre le caoutchouc de la jupe et la courroie doit être réglé de manière à empêcher le coincement des copeaux, mais pas trop faible pour éviter l'usure du revêtement. Sur une courroie de 1 200 mm, on prévoit un écart de 5 à 8 mm au niveau de la zone de chargement, le caoutchouc de la jupe effleurant la courroie, et un évasement progressif vers l'extrémité de déchargement. Trop de broyeurs utilisent une jupe droite et tendue sur toute la longueur, puis incriminent la courroie pour l'usure des bords.

Pentes, crampons et pénalité de nettoyage

Les trémies à copeaux et les silos à écorce sont généralement alimentés sur une pente comprise entre 16° et 24°, ce qui dépasse la capacité de charge d'une bande transporteuse lisse avec des copeaux humides et arrondis. Les bandes à chevrons résolvent le problème de transport, mais en créent deux nouveaux. Les racines des chevrons retiennent les particules, et dans une ligne de traitement de copeaux humides, ces particules forment une crête croissante de fibres compactées qui finit par frotter le revêtement. Le nettoyage correct d'une bande à chevrons nécessite une brosse rotative et de l'eau, et non un grattoir ; de plus, un grattoir sur des chevrons serait tout simplement détruit en un mois.

Pour les pentes, nous conseillons d'essayer d'abord une auge plus inclinée et une vitesse plus lente avant d'ajouter des tasseaux. Une auge à 45° à 1,8 m/s supportera une charge plus importante sur une inclinaison de 16° que ce que l'on imagine généralement, et une courroie lisse est bien plus facile à nettoyer dans un laminoir à eau.

Le problème d'alignement sur une ligne de production de copeaux provient généralement du chargement, et non de la bande transporteuse. Une alimentation décentrée pousse la bande latéralement, son bord frotte contre la goulotte, et c'est par ce bord que l'eau et les liquides s'infiltrent. Les galets auto-aligneurs sont utiles, mais ils corrigent un symptôme qu'un simple réglage du rebord de la goulotte aurait permis d'éviter. Nous privilégions un point de chargement correctement centré à une ligne de production équipée de six galets de guidage compensant une goulotte mal alignée depuis sa mise en service.

La résistance à la coupure et la résistance à l'abrasion sont deux propriétés distinctes, souvent opposées dans la conception des courroies composites. Une courroie conçue pour l'abrasion résistera à une usure lente, mais se rompra au contact d'un fil métallique. Si votre usine a déjà subi des dommages longitudinaux, veuillez le signaler dès votre demande de renseignements. Cela modifie le type de courroie, et pas seulement son revêtement, et influence la réponse à la question du stock de pièces détachées.

06Étirement, prise en main et centres longs

Les papeteries s'implantent autour de bâtiments existants, ce qui explique la longueur des convoyeurs et leurs virages souvent complexes, contrairement à une construction neuve. Deux cents mètres représentent la norme. Quatre cents mètres sont atteints lorsqu'une usine ajoute un hall de stockage de copeaux à l'extrémité du site et installe un convoyeur de retour vers le digesteur. À cette longueur, l'allongement cesse d'être un détail et devient la contrainte qui détermine la construction.

Voici le calcul souvent négligé. Une courroie EP fonctionnant à 60 % de sa tension nominale présente un allongement élastique d'environ 0,4 à 0,6 %. Sur un entraxe de 240 m, cela représente 960 à 1 440 mm de courroie à absorber par le tendeur, sans compter le jeu dû à l'installation, les variations thermiques et l'allongement permanent lié à l'humidité. Un tendeur à vis avec une course de 800 mm semble surdimensionné sur un plan, mais il est hors service dès la première année. Nous avons constaté, dans des usines, que le contrepoids était en butée, la courroie visiblement détendue sur le brin de retour. L'équipe de maintenance était persuadée que la courroie s'était « étirée au-delà des spécifications », alors que le tendeur avait simplement été dimensionné pour un convoyeur plus court et moins humide.

L'allongement permanent en milieu humide est bien réel et plus important qu'en milieu sec. Une courroie EP humide peut accumuler un allongement irréversible de 0,3 à 0,5 % sur deux à trois ans, en plus de sa composante élastique. C'est pourquoi les aciéries réparent une courroie deux ou trois fois au cours de sa durée de vie, en coupant un mètre à chaque fois. Si le système de tension ne permet pas ces coupes, la troisième réparation donne naissance à une courroie neuve.

Quand le câble d'acier trouve sa place

Au-delà d'un espacement d'environ 350 à 400 m, ou lorsque la tension par millimètre de largeur dépasse la capacité d'une courroie EP à quatre brins, la courroie à câbles d'acier devient la solution idéale. Son allongement à la rupture est d'environ 0,2 à 0,25 %, ce qui réduit considérablement le problème de tension, et elle conserve bien mieux sa tension lors des variations de température. Cependant, les inconvénients sont réels. Les courroies à câbles d'acier nécessitent des poulies de plus grand diamètre, elles ne tolèrent aucune épissure mal alignée, et un bord humide permettant à l'eau d'atteindre les câbles les corrode de l'intérieur, une défaillance invisible jusqu'à la rupture de la courroie.

Pour toute ligne inférieure à 250 m avec une tension modérée, une carcasse EP bien conçue avec un système de tension adapté est plus simple à entretenir et plus facile à réparer sur le terrain. Ce choix doit être fait dès la conception du réseau, et non dans le catalogue de pièces détachées.courroie transporteuse à câble d'acierLes pages décrivent les relations de tension et de poulie, et l'article sur la maintenanceInspection et prévention des défaillances des courroies à câbles d'aciercouvre le contrôle de corrosion des bords qui est le plus important dans un laminoir à voie humide.

Les poulies font partie intégrante de cette discussion. Une poulie motrice dont le revêtement est usé patinera avant d'atteindre la tension prévue pour la courroie. Ce patinage, en milieu humide, polit la poulie et polit la face inférieure de la courroie. Un revêtement en céramique offre une bonne adhérence en milieu humide, mais est impitoyable au niveau du raccord. Un revêtement en caoutchouc à rainures diamantées constitue généralement un meilleur compromis pour une courroie à joints vulcanisés. Il est important de vérifier le revêtement en même temps que la poulie de tension, car un patinage de la poulie motrice et une courroie détendue présentent des symptômes quasi identiques.

Les entraînements des broyeurs ne se limitent pas aux convoyeurs à courroie, et il est facile d'oublier le système auxiliaire. Les entraînements des ventilateurs, des pompes, du pulpeur et l'entrée du réducteur du convoyeur fonctionnent tous avec des courroies trapézoïdales. Un broyeur qui standardise la taille de ses courroies trapézoïdales sur l'ensemble du site réduit son stock de pièces de rechange et les remplace plus rapidement. Il s'agit d'une ligne d'achat distincte de celle des courroies de convoyeur et qui relève de la même catégorie.Courroies trapézoïdales pour entraînements de broyeursUne conversation plutôt qu'une enquête par convoyeur.

07Épissures dans un cycle de chaleur humide

Demandez à une équipe de maintenance d'usine où leurs courroies cèdent, et neuf sur dix vous indiqueront le joint. Ce n'est pas une superstition. Un raccord vulcanisé est une section de courroie fabriquée à la main, avec une interface étagée. Chaque gradin est un endroit où l'eau peut s'infiltrer et où l'interface des plis est inclinée par rapport à la charge. En service à sec, un bon raccord atteint 85 à 90 % de la résistance initiale et la conserve. En service sous forte chaleur et en présence d'humidité, ce même raccord commence à perdre son adhérence dès le premier mois, car l'humidité s'infiltre d'abord au niveau des joints étagés.

La principale cause de défaillance prématurée des joints que nous constatons est l'humidité présente dans le tissu au moment de l'assemblage. Une bande prélevée sur une ligne de production de pâte à papier humide et assemblée le jour même est humide à l'intérieur, et aucun séchage de surface ne peut y remédier. La vulcanisation d'un tissu humide emprisonne l'eau dans le joint, et la vapeur générée pendant la cuisson crée des micro-vides le long des bords des marches. Le joint semble parfait. Il cède en cinq à neuf mois, généralement au bord de la première marche.

Nous avons observé ce phénomène sur un convoyeur de rejets de tamis de 1 400 mm. La réparation a été effectuée en quatre heures, alors que la bande était encore à 68 °C et visiblement humide. Huit mois plus tard, lors d'un test sur une portion de bande coupée, la résistance n'atteignait plus que 61 % de sa valeur initiale, et la surface de rupture présentait de nombreux petits vides. La réparation de remplacement sur la même bande, réalisée sur une journée complète après refroidissement et séchage de la bande sous air pulsé pendant six heures avant la première découpe, conservait une résistance supérieure à 80 % deux ans plus tard. Même bande, même équipe, mêmes matériaux. La différence résidait dans six heures de séchage.

Réussir une épissure à maintenir en place dans une fraiseuse humide

Il faut d'abord refroidir la courroie. À 70 °C, le raccordement sera impossible : le caoutchouc est mou, le solvant de la colle s'évapore trop vite et le cycle de polymérisation s'oppose à la chaleur résiduelle. La température de la courroie doit être inférieure à 35 °C au niveau du raccordement, ce qui, sur une longue ligne, implique de planifier l'intervention autour d'un arrêt de production plutôt que pendant la pause déjeuner.

Séchez-la soigneusement. Faites passer de l'air comprimé par les marches ouvertes pendant au moins quatre heures, voire plus longtemps si la courroie est restée humide pendant des mois. Un simple test d'humidité avec un humidimètre à aiguilles sur le tissu est plus efficace que n'importe quelle expérience, et cela ne prend que deux minutes.

Scellez les bords des gradins. Utilisez un matériau de recouvrement pour remplir les joints des gradins et les bords des épissures, et non seulement la surface supérieure. C'est ce détail qui fait la différence entre une épissure qui résiste à l'usinage à l'eau et une épissure qui ne résiste pas ; c'est souvent la première chose que l'on néglige lorsque l'équipe est pressée par le temps.

Il faut donc laisser la soudure refroidir sous contrainte avant de tendre la courroie et de la mettre en service. Faire fonctionner une soudure chaude à pleine tension risque de séparer les échelons pendant que la liaison est encore en formation. Douze heures de contrainte ne sont pas excessives pour une courroie critique.

Voici une autre observation importante qui coûte du temps aux usines. Une épissure qui commence à absorber l'eau présente généralement une ligne sombre le long du raccord, bien avant la rupture. Cette ligne est visible sous la courroie, sur le brin de retour. Intégrez-la à votre inspection visuelle. Cela ne prend que dix secondes par courroie et constitue le moyen le plus économique de détecter les premiers signes de défaillance dans l'usine.

08Pratiques d'inspection, de nettoyage et d'arrêt

Tout ce qui précède décrit la défaillance d'une courroie. Cette section explique comment la détecter précocement et présente les deux procédures les plus efficaces pour la prévenir dans une usine fonctionnant correctement. La première consiste en une inspection de quinze minutes de la zone humide de l'usine. La seconde est une procédure de nettoyage qui n'aggrave pas la situation, contrairement à la méthode de nettoyage au jet d'eau souvent utilisée dans d'autres usines.

Commencez l'inspection au niveau de l'entraînement et progressez à rebours, car c'est dans cet ordre que les dommages se manifestent. Examinez le revêtement de la poulie pour vérifier son polissage et la course restante de la courroie de tension. Si cette dernière a dépassé 70 % de sa course sur une courroie de moins de deux ans, le problème est un allongement, et non un problème de réglage ; la tendre davantage ne prolongera la durée de vie que de quelques semaines. Ensuite, inspectez le brin de retour sous le capot à l'aide d'une lampe torche, là où le dessous de la courroie est visible et où l'eau stagne le plus.

Les mesures pertinentes sont peu nombreuses. L'épaisseur du revêtement est mesurée en quatre points fixes sur la largeur, marqués à la peinture pour que les mêmes points soient relevés tous les trois mois. L'état des raccords est documenté par photographie. L'épaisseur du bord est comparée à la valeur de la courroie neuve, car un bord gonflé de 2 mm retient l'eau. Enfin, la dureté du revêtement est mesurée côté refoulement plutôt que côté entraînement, car la mesure côté chaud est différente et la combinaison des deux mesures ne donne pas de résultats significatifs.

Un lavage qui aide plutôt que de nuire

L'eau est le bon agent de nettoyage dans une papeterie, mais à proscrire si elle est mal utilisée. De l'eau froide sur une bande transporteuse à 80 °C provoque un choc thermique en surface, et ces chocs répétés sont à l'origine du craquelage. Utilisez de l'eau à une température proche de celle de la bande transporteuse lorsque le procédé le permet, ou effectuez le rinçage en fin de poste, une fois la ligne refroidie mais avant que la liqueur de lavage ne sèche.

Ne jamais diriger un jet d'eau directement sur un raccord. Une lance haute pression maintenue immobile soulèvera le bord d'un raccord en quelques secondes, et ce dommage restera invisible jusqu'à l'ouverture du raccord. Maintenez la lance en mouvement, à au moins 300 mm de la surface, et acceptez qu'une bande transporteuse n'a pas besoin d'être impeccable, seulement exempte de résidus. Les usines qui nettoient leurs bandes à l'aide d'un pistolet haute pression à bout portant dépensent davantage en entretien que celles qui effectuent un nettoyage minutieux mais délicat.

Le drainage est un aspect souvent négligé après conception. L'eau présente sur le brin de retour s'écoule vers le point le plus bas. Si ce point est un galet tendeur plat dont le revêtement est usé, l'eau stagne et s'infiltre par capillarité. Une légère inclinaison du brin de retour, un galet tendeur en V positionné au point le plus bas et une raclette avant la poulie de queue prolongeront davantage la durée de vie de la courroie qu'un changement de composition. Il est inutile de percer des trous de drainage dans une courroie textile : cela risque d'endommager les brins et l'eau finira par s'infiltrer.

Le stockage mérite une attention particulière, car les usines achètent à l'avance. Les courroies stockées dans un local adjacent à un compresseur, sur un sol en béton, enroulées sur la tranche, vieilliront avant même d'être installées. Il est essentiel de les conserver sur une palette, à l'abri du soleil et des moteurs électriques générateurs d'ozone, et de faire tourner les stocks afin d'utiliser en premier les courroies les plus anciennes. Une courroie restée inutilisée pendant quatre ans peut arriver avec un revêtement déjà plus dur que celui qu'elle remplace.

Lorsqu'une courroie doit être remplacée, il est utile de discuter de sa conception future plutôt que de la courroie défectueuse. Apportez un échantillon de la courroie endommagée lors de l'inspection. Un morceau de 300 mm de la courroie usée renseigne un expert.bande transporteuse résistante à la chaleurNotre fournisseur fournit plus d'une page de description, car la surface de défaillance indique si l'eau provenait du bord, de l'épissure ou du revêtement.rapports de test en usinesont rédigés pour être comparés à ce type de preuves, échantillon par échantillon, plutôt que comme un certificat à archiver.

Deux points importants qui reviennent dans presque tous les tests de fraiseuses. L'état de la poulie est indissociable de la durée de vie de la courroie, il faut donc vérifier…poulies de convoyeuret leur retard en même temps que la courroie. Et le côté de la poulie de renvoi transporte l'eau, donc la géométrie du canal et le choix entre unauge à moufleet unretour du ralentisseuravec un ensemble en V modifie l'endroit où l'eau s'accumule. Lorsque le suivi est la plainte récurrente, unformation d'un oisifIl vaut la peine de l'installer, mais seulement après avoir vérifié le point de chargement.

Concernant la question de la désignation de température qui accompagne systématiquement toute demande de renseignements sur le chauffage, nous préférons fournir une explication séparée plutôt que de répéter ici les codes de qualité.guide des classes de couverture, de niveau et de températureexplique comment les désignations correspondent aux conditions de service réelles. Les usines situées dans des climats chauds ont également tendance à faire tourner les courroies plus intensément en été, c'est pourquoinotes sur les opérations estivalesCes documents méritent d'être lus en complément de cet article. Aucun ne remplace la discussion sur la chaleur humide mentionnée plus haut, ni ne dispense de nous indiquer les conditions de contact avec l'alcool et l'exposition à la vapeur lors de l'enquête.

Demandez une recommandation pour une courroie chauffante humide adaptée à votre moulin.

09Foire aux questions

Pourquoi les courroies d'une usine larguée cassent-elles au niveau des joints plutôt qu'au milieu ?

L'eau s'infiltre en premier au niveau du joint. Un raccord vulcanisé présente des coutures étagées obliques par rapport à la charge, et dans un bâtiment humide, ces coutures restent constamment humides. L'adhérence chute d'environ 85 % de sa résistance initiale à près de 50 % en un an, même si l'aspect extérieur reste intact. Le joint subit également toutes les variations de température, car une courroie qui se dilate et se contracte de 300 mm sur une longueur de 200 m se déplace le plus à son point le plus fragile.

Peut-on utiliser une courroie ordinaire résistante à la chaleur côté pulpe ?

Généralement non, et la raison n'est pas liée à la température de fonctionnement. Une couverture conçue pour la chaleur sèche peut résister à 90 °C pendant des années, mais se détériorer en quelques mois seulement dans un environnement alcalin humide, car les dommages se produisent à l'interface des plis et le long du bord coupé. Dans ce cas, il faut une couche de finition résistante aux alcalis, un bord étanche et une épaisseur suffisante pour permettre la perte de matière sans exposer le tissu. La conception est donc différente, même si la largeur et le nombre de plis sont identiques.

Comment empêcher l'eau de pénétrer dans les plis ?

Trois points essentiels, par ordre d'importance : sceller les bords coupés à chaque jonction pour éviter que le tissu ne s'imbibe d'eau ; veiller à ce que la bande soit bien alignée pour que le bord ne frotte pas contre la goulotte ; et réparer les fuites, car une goutte de vapeur ou de liquide, même minime, finira par compromettre toute la construction. L'épaisseur du revêtement contribue à ralentir la propagation de l'humidité, mais elle n'empêchera pas un bord mouillé de transporter de l'eau sur un mètre le long de la bande.

Une fixation mécanique est-elle acceptable comme réparation provisoire ?

Pour quelques jours sur une bande de finition à basse tension, oui. Sur une ligne de production de pâte à papier ou de copeaux, c'est une solution temporaire qui complique la prochaine réparation définitive. Les trous de boulons permettent à la liqueur d'entrer directement en contact avec le tissu, les plaques compriment le revêtement et le joint se desserre sous l'effet de la flexion de la bande. Nous le considérerions comme un moyen de gagner du temps jusqu'au prochain arrêt programmé, et non comme une véritable réparation.

Quelle quantité de déplacements professionnels faut-il prévoir en réserve ?

Suffisant pour l'allongement élastique et deux réparations ultérieures. Sur une longueur de 240 m, un allongement élastique de 0,4 à 0,6 % à lui seul consomme près d'un mètre, et l'utilisation en milieu humide ajoute un allongement permanent de 0,3 à 0,5 % sur deux à trois ans. Si le contrepoids est en butée, augmenter la tension n'est pas la solution. Il faut soit raccourcir correctement la courroie, soit accepter un intervalle d'entretien plus court.

Que doit concrètement couvrir une inspection hebdomadaire ?

Vérifiez l'entraînement et l'enroulement, le point de chargement, le brin de retour sous le capot, les deux bords et chaque épissure. Contrôlez le polissage du revêtement, la course restante sur l'enroulement, le tassement du matériau au niveau de la jupe, les lignes sombres aux points d'épissure et le gonflement des bords. Un quart d'heure avec une lampe à souder et un calibre vaut mieux qu'une inspection annuelle effectuée après la panne.