L'asphalte s'est avéré être l'un des matériaux les plus polyvalents et les plus efficaces pour le pavage, qu'il s'agisse de routes ou de toits. S'assurer que l'asphalte respecte les normes réglementaires telles que ASTM, AASHTO, DIN, EN tout en réduisant les émissions liées à sa production et à son utilisation est une solution gagnant-gagnant. Rsurveillance et contrôle de la viscosité en ligne en temps réel of Asphalte à partir de production dans les raffineries pour le chargement final au terminal pour le transport vers le site de pavage améliore les résultats et protège le personnel. La réduction des coûts et l'amélioration de la sécurité sont obtenues grâce à l'optimisation l'utilisation de solvants et de modificateurs pour obtenir un mélange d'asphalte adapté à l'usage. Le processus de mesure crée zéro émissions et peut être fait complètement en ligne sans besoin pour échantillons instantanés hors ligne. Un viscosimètre en ligne basé sur un capteur résonant prend les mesures de viscosité dans le monde numérique en accord avec la conception routière moderne et permet la gestion en temps réel des propriétés du bitume à travers le complet cycle de vie de l'asphalte.
Les deux principaux paramètres du bitume mélangé aux polymères pour la production d'enrobés à chaud (HMA) sont la viscosité et la température. La viscosité de l'asphalte-ciment décrit la résistance au compactage du mélange de pavage. En utilisant des mesures de viscosité dans les tuyaux et les réservoirs, les ingénieurs peuvent s'assurer que les paramètres de contrôle de la qualité sont respectés et que le produit est conforme aux spécifications. Une mesure de viscosité en ligne pourrait être utilisée comme variable de retour de processus dans un système de contrôle de mélange automatique pour réguler la température, le temps de mélange et l'ajout d'additifs améliorant les performances.
Pour les opérations de mélange et de transport d'asphalte, les données de viscosité fournissent des informations plus significatives lorsqu'elles sont collectées et analysées au fil du temps. L'analyse des données aide les ingénieurs de procédés à diagnostiquer les problèmes de qualité. Les opérateurs peuvent planifier la maintenance et effectuer les mises à niveau nécessaires de leur équipement pour améliorer la fiabilité et l'efficacité.
Il y a deux étapes distinctes dans la vie de chaque revêtement d'asphalte mélangé à chaud. La phase de construction, de l'alimentation en granulats froids et du stockage de l'asphalte à la chaussée finie. Les propriétés du bitume changent à mesure qu'il vieillit dans le stockage en vrac, le transport et le stockage sur site. Le changement des propriétés du bitume doit être surveillé et des actions correctives appropriées doivent être entreprises tout au long de la chaîne de valeur pour garantir des propriétés correctes avant l'application.
| Secteurs d’activités | Défis | Valeur de la gestion de la viscosité |
|---|---|---|
| Production d'asphalte (raffineries) | • Atteindre les propriétés cibles avec précision dans des conditions difficiles avec des fluctuations de température et d'environnement • Les fluctuations des matières premières et des procédés de fabrication signifient que les tests périodiques en laboratoire ne reflètent pas l'asphalte produit. • L'incohérence entraîne une quantité considérable d'argent et de temps consacré au mélange post-traitement pour répondre aux spécifications cibles minimales | • R&D et tests de formulations • Grâce à la surveillance de la viscosité en temps réel, des ajustements peuvent être effectués dans les processus de production et des actions correctives peuvent être automatisées. • Aide à atteindre les objectifs de production durable – minimise les coûts de matériaux et d'énergie grâce à l'optimisation du processus de mélange. |
| Transport de la centrale d'enrobage au point d'application avec des véhicules de transfert de matériaux | • Modification des propriétés de l'asphalte pendant le transport de la raffinerie à la chaussée (sites d'application) en raison du vieillissement et de la micro-contamination | • Prévention des changements de propriétés lors du stockage et du transport en vrac dus au vieillissement et à la contamination. • Assurer le CQ avant le transfert des usines de mélange aux camions - chargement, déchargement. |
| Point d'application (Pavage) | • Véhicule de transfert de matériau pour remélanger le matériau avant toute application - ajustement en fonction des facteurs de température et d'environnement. • La viscosité de l'asphalte-ciment dans un mélange de pavage influence son compactage par le roulement pendant la construction et par la circulation au début de la vie utile de la chaussée. | • Assurer l'homogénéité du mélange et garantir des propriétés correctes juste avant l'application. • Le compactage du mélange de pavage à la densité spécifiée est réalisé de manière fiable par un équipement roulant, avec un effort de compactage adéquat. |
La viscosité comme outil de R&D – Etudes de développement et d'amélioration de nouveaux enrobés
La viscosité est une propriété qui est affectée au niveau moléculaire et qui contient une énorme quantité d'informations sur le processus et le comportement du fluide. L'ajout de modificateurs de viscosité pour créer un revêtement d'asphalte modifié à haute viscosité s'est avéré avoir une forte capacité à résister à l'écoulement de cisaillement et à la déformation, une forte force de liaison et une performance accrue à basse température du matériau. La quantité et les types d'ajout doivent être affinés et les mesures de viscosité sont des éléments clés pour mener des études de R&D, d'expérimentation et de caractérisation de l'asphalte. La relation température / viscosité est importante lors de la détermination des paramètres de performance tels que l'adhérence, la rhéologie, la durabilité et la température d'application du bitume. Par conséquent, l'analyse précise de la viscosité du bitume à différentes températures est devenue un test important.
La viscosité du liant d'asphalte à des températures élevées est importante car elle affecte les éléments suivants :
Informations sur la densité essentielles au dépannage du pavage et pour éviter les problèmes de pavage
La performance à long terme de la chaussée est le résultat de la douceur et de la qualité mate du mélange HMA. La fluidité affecte les coûts de transport de l'usager de la route et influence directement les coûts d'entretien des véhicules, la consommation de carburant, la vitesse, le confort des passagers, la sécurité et le bruit des véhicules. Une mauvaise qualité de tapis affecte également la performance de la chaussée et peut être causée par des fissures, une ségrégation, des joints médiocres et d'autres défauts. De plus, une faible densité peut déformer le mélange, rendre le mélange plus sensible à l'humidité, durcir prématurément l'asphalte, diminuer la résistance à la fatigue ou réduire la résistance structurelle de la chaussée. Les problèmes possibles liés à une gestion inadéquate de la densité dans les opérations de pavage sont :
L'utilisation de liants bitumineux modifiés est en augmentation. En conséquence, des additifs tels que des polymères, des caoutchoucs, des acides et des huiles ont été utilisés pour modifier l'asphalte. Les propriétés de performance des liants d'asphalte telles que la résistance contre l'orniérage à haute température ont été considérablement augmentées en raison de la modification du liant d'asphalte.
Il existe de nombreux composants différents de l'asphalte qui aident à définir son comportement et ses fonctions. La viscosité, le module de cisaillement complexe et la rigidité font partie des composants particulièrement importants pour comprendre le comportement de l'asphalte. Il existe de nombreuses corrélations identifiées entre les propriétés pertinentes du bitume et la résistance à la déformation permanente des mélanges bitumineux. Les propriétés du bitume et les essais associés sont présentés dans le tableau ci-dessous.
| Propriétés | Tests |
|---|---|
| Viscosité | Test de viscosimètre capillaire Test de viscosité du cylindre coaxial Test de viscosité cône et plaque Viscosité de fluage zéro/faible cisaillement Oscillation Zéro/Faible cisaillement Viscosité |
| Point de ramollissement | Test Ring and Ball (R&B) |
| Propriétés élastiques et de récupération | Test de fluage et de récupération de contraintes multiples (MSCR) Test de récupération élastique |
| Module complexe et angle de phase | Test de rhéomètre à cisaillement dynamique (DSR) |
| Classement des performances | Classification de niveau de performance (PG) |
Les mesures pour les spécifications des liants bitumineux rhéologiques correspondent aux normes internationales telles que ASTM, AASHTO, DIN EN, CEN/TS, IS, GOST et SATS. Pour caractériser les performances à haute température des liants d'asphalte modifié, de nombreuses agences de transport utilisent les normes et les systèmes de classement de l'AASHTO (American Association of Highway and Transportation Officials) pour effectuer les tests.
Les viscosimètres en ligne/en ligne mesurent directement la viscosité du matériau dans un réservoir ou un tuyau pendant son utilisation, fournissant des données en temps réel. Ils constituent une alternative appropriée aux procédures de laboratoire chronophages et à la gestion fastidieuse des mesures, même avec des opérateurs expérimentés. Le coût de fonctionnement réel peut être nettement inférieur à celui des viscosimètres de paillasse.
Le viscosimètre vibrationnel est un instrument de mesure de viscosité en ligne populaire qui n'implique pas de pièces mobiles. Le principal avantage de ces instruments est la mesure de la viscosité en continu aux températures de fonctionnement. Bien que sensible aux changements de viscosité, ce type d'instrument est insensible aux changements de débit de liant et aux vibrations. Il est conçu pour fonctionner dans les environnements difficiles d'une usine d'asphalte. Il peut surveiller et contrôler efficacement le processus des liants d'asphalte modifiés pour s'assurer que la production d'asphalte est toujours cohérente même avec la variabilité des matières premières.
La véritable opportunité est de regarder au-delà des exigences de base et d'utiliser les données de viscosité en temps opportun pour assurer une qualité d'asphalte constante tout au long du cycle de vie. L'utilisation d'un tel liant garantira des performances fiables lors de la mise en place de l'asphalte sur le sol. La mesure de la viscosité en ligne permet la conformité aux normes requises telles que le système de classement AASHTO M332 MSCR, la procédure de test AASHTO T-350 MSCR qui sont largement adoptées par les agences de transport.
Les spécifications des clients varient selon les régions, car les routes sont soumises à des environnements radicalement différents. La matière première pour la fabrication de l'asphalte est essentiellement constituée des éléments restants dans le baril de pétrole brut après l'extraction ou le raffinage de produits de grande valeur. Ce matériau peut être très hétérogène et sa composition peut varier radicalement d'un baril à l'autre en fonction de la source du brut.
Les variations de température et d'humidité, l'état des équipements de malaxage, les formulations, l'intégration des lignes, les interactions avec les machines et le temps de malaxage sont quelques-uns des nombreux paramètres susceptibles d'altérer la qualité de l'enrobé produit d'un lot à l'autre. Malgré la multitude de facteurs d'influence, les technologies nécessaires pour garantir la répétabilité des opérations existent désormais. Une fois que le fabricant a investi dans des équipements de surveillance des procédés, les systèmes de contrôle industriel actuels sont bien développés pour exploiter les données de viscosité issues des procédés afin de standardiser les opérations et la qualité.
Les principaux facteurs de valeur de l’adoption d’équipements de surveillance de la viscosité en ligne en temps réel par l’industrie de l’asphalte sont les suivants :
Surveillance en temps réel pour obtenir une qualité de livraison constante. Tout écart peut être rapidement détecté et corrigé sans gaspiller une pleine charge ou pire créer de futurs problèmes avec la route ou le toit. L'assurance qualité traçable renforce la confiance des producteurs et réduit la responsabilité découlant des réclamations qualité.
Actions correctives automatisées pour assurer l'efficacité et la cohérence de la production. Des boucles de contrôle fermées grâce à une inspection de la qualité en ligne basée sur des capteurs réduisent les déchets et augmentent le rendement grâce à une détection précoce des écarts de processus, une analyse des causes profondes et une correction automatique pour les producteurs d'asphalte.
Innovation circulaire : Plus d'agilité dans la gestion des nouvelles variantes d'enrobés en matière de production, de conformité et de provenance. Des qualités d'asphalte fines et uniques sont produites par les raffineries, chacune avec une viscosité différente qui doit répondre à une spécification cible. Grâce aux mesures de viscosité en ligne, ces producteurs obtiennent des informations sur le comportement des nouvelles formulations/compositions et sur la manière dont ils pourraient avoir besoin d'ajuster les systèmes de mélange et les paramètres de contrôle actuels.
Le Big Data fournit des preuves solides pour fonder les décisions pour une plus grande efficacité. Les données fournies par les équipements de surveillance des procédés permettent d'ajuster les différents paramètres et d'optimiser la production. L'interconnexion et la transparence des informations permettent de décentraliser les décisions au sein et en dehors des installations de production.
Normes de qualité plus élevées et adaptation aux demandes des clients. La technologie, les données et les informations qui peuvent aider à transformer les opérations de fabrication peuvent également rendre les processus et les systèmes plus réactifs aux besoins des utilisateurs finaux.
Suivi et traçabilité complets du processus de production. La surveillance en temps réel des données de production d'asphalte permet de suivre et de tracer chaque étape de la chaîne de processus, garantissant ainsi une conformité totale aux exigences réglementaires et des agences.
Mesure et contrôle de la viscosité en ligne précis et réactifs
La mesure automatisée de la viscosité en ligne permet une surveillance continue du bitume pendant la production, le transport et l'application. Elle permet de contrôler la viscosité pour garantir une qualité uniforme à toutes les étapes. Gestion de la viscosité en ligne grâce à la Rheonics Le SRV peut aider à atténuer certains des problèmes de pavage les plus courants dus à un approvisionnement incohérent en asphalte : fissures (longitudinales, transversales, alligator, glissement, bord), saignements, déchirures, ondulations, nids-de-poule, dépressions, ornières, bouleversements, effilochages et bousculades. Un contrôle efficace de la viscosité de l'asphalte conduit à une amélioration significative du processus de pose en améliorant la qualité et en réduisant les reprises.
La qualité constante du produit et le contrôle du mélange peuvent être obtenus en utilisant les données du capteur et en les intégrant dans le système de contrôle de production/mélange. Les données exportées vers le contrôle de la production peuvent être utilisées pour maintenir le produit dans les spécifications définies.
La mesure et le contrôle automatisés de la viscosité en ligne sont essentiels pour contrôler la viscosité pendant le processus de fabrication et garantir que les caractéristiques critiques sont pleinement conformes aux exigences sur plusieurs lots, sans avoir à recourir à des méthodes de mesure hors ligne et à des techniques de prélèvement d'échantillons. Rheonics propose les solutions suivantes pour le contrôle et l'optimisation des processus,
Rheonics propose une solution intégrée clé en main pour la gestion de la qualité composée de :
Le capteur SRV est situé en ligne de sorte qu'il mesure en continu la viscosité (et la densité en cas de SRD). Les alertes peuvent être configurées pour informer l'opérateur de l'action nécessaire ou l'ensemble du processus de gestion peut être entièrement automatisé avec RPTC (Rheonics Contrôleur de suivi prédictif). L'utilisation d'un SRV dans une ligne de processus de fabrication entraîne une amélioration de la productivité, des marges bénéficiaires et permet d'atteindre la conformité réglementaire. Rheonics Les capteurs ont un format compact pour une installation simple en OEM et en rénovation. Ils ne nécessitent aucune maintenance ni reconfiguration. Les capteurs offrent des résultats précis et reproductibles, quels que soient la manière et l'endroit où ils sont montés, sans nécessiter de chambres spéciales, de joints en caoutchouc ou de protection mécanique. N'utilisant aucun consommable et ne nécessitant pas de réétalonnage, les SRV et SRD sont extrêmement faciles à utiliser, ce qui se traduit par des coûts de fonctionnement extrêmement faibles sur leur durée de vie.
Une fois l’environnement du processus établi, peu d’efforts sont généralement nécessaires pour maintenir l’intégrité et la cohérence des systèmes – les opérateurs peuvent compter sur un contrôle strict avec Rheonics solution de gestion de la qualité de la production.
Rheonics' SRV et SRD ont un très petit facteur de forme pour une installation simple OEM et de mise à niveau. Ils permettent une intégration facile dans n’importe quel flux de processus. Ils sont faciles à nettoyer et ne nécessitent aucun entretien ni reconfiguration. Ils ont un faible encombrement permettant une installation en ligne dans n'importe quelle ligne de processus, évitant ainsi tout espace supplémentaire ou besoin d'adaptateur.
Rheonics SRV et SRD utilisent un résonateur coaxial unique et breveté, dans lequel les deux extrémités des capteurs se tordent dans des directions opposées, annulant les couples de réaction sur leur montage et les rendant ainsi totalement insensibles aux conditions de montage et aux débits. L'élément capteur se trouve directement dans le fluide, sans exigence particulière en matière de boîtier ou de cage de protection.
RheonicsLe logiciel est puissant, intuitif et pratique à utiliser. Le fluide de procédé en temps réel peut être surveillé sur l'IPC intégré ou sur un ordinateur externe. Plusieurs capteurs répartis dans l’usine sont gérés à partir d’un seul tableau de bord. Aucun effet des pulsations de pression dues au pompage sur le fonctionnement du capteur ou la précision des mesures. Aucun effet de vibration.
Installez directement le capteur dans votre flux de processus pour effectuer des mesures de viscosité (et de densité) en temps réel. Aucune ligne de dérivation n'est requise: le capteur peut être immergé en ligne; le débit et les vibrations n'affectent pas la stabilité et la précision des mesures.
Dans le cas peu probable où un capteur serait endommagé, remplacez les capteurs sans remplacer ni reprogrammer l'électronique. Remplacements immédiats du capteur et de l'électronique sans aucune mise à jour du micrologiciel ni modification de l'étalonnage. Montage facile. Disponible avec des connexions de processus standard et personnalisées comme NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Bride, Varinline et autres raccords sanitaires et hygiéniques. Pas de chambres spéciales. Facilement retiré pour le nettoyage ou l'inspection. SRV est également disponible avec DIN11851 et tri-clamp Connexion pour un montage et un démontage faciles. Les sondes SRV sont hermétiquement scellées pour le nettoyage sur place (CIP) et prennent en charge le lavage haute pression avec des connecteurs IP69K M12.
Alimentation 24 V CC avec moins de 0.1 A de consommation de courant pendant le fonctionnement normal.
Une électronique ultra-rapide et robuste, combinée à des modèles informatiques complets, Rheonics appareils parmi les plus rapides, les plus polyvalents et les plus précis de l’industrie. SRV et SRD donnent des mesures précises en temps réel de la viscosité (et de la densité pour le SRD) chaque seconde et ne sont pas affectés par les variations de débit !
RheonicsLes instruments sont conçus pour effectuer des mesures dans les conditions les plus difficiles.
SRV est disponible avec la plus large gamme opérationnelle du marché des viscosimètres de process en ligne:
Rheonics« SRD est un produit unique qui remplace trois instruments différents pour les mesures de viscosité, de densité et de température. Il élimine la difficulté de colocaliser trois instruments différents et fournit des mesures extrêmement précises et reproductibles dans les conditions les plus difficiles.
Une électronique sophistiquée et brevetée constitue le cerveau de ces capteurs. SRV et SRD sont disponibles avec des raccords de processus standard de l'industrie comme ¾" NPT, DIN 11851, bride et Tri-clamp permettant aux opérateurs de remplacer un capteur de température existant dans leur ligne de traitement par SRV/SRD fournissant des informations très précieuses et exploitables sur le fluide de traitement, comme la viscosité, en plus d'une mesure précise de la température à l'aide d'un Pt1000 intégré (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponible) .
Disponible dans un boîtier de transmetteur et un montage sur rail DIN petit format, l'électronique du capteur permet une intégration facile dans les lignes de processus et à l'intérieur des armoires d'équipement des machines.
Les multiples méthodes de communication analogiques et numériques implémentées dans l'électronique du capteur permettent une connexion simple et directe à des automates industriels et à des systèmes de contrôle.
Options de communication analogique et numérique
Options de communication numérique en option
Rheonics propose des capteurs intrinsèquement sûrs certifiés ATEX et IECEx pour une utilisation dans des environnements dangereux. Ces capteurs répondent aux exigences essentielles de santé et de sécurité liées à la conception et à la construction d'équipements et de systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères potentiellement explosives.
Les certifications intrinsèquement sûres et antidéflagrantes détenues par Rheonics permet également la personnalisation d'un capteur existant, permettant ainsi à nos clients d'éviter le temps et les coûts associés à l'identification et au test d'une alternative. Des capteurs personnalisés peuvent être fournis pour les applications nécessitant une unité jusqu'à des milliers d'unités ; avec des délais de plusieurs semaines contre plusieurs mois.
Rheonics conçoit, fabrique et commercialise des systèmes innovants de détection et de surveillance des fluides. Fabriqués avec précision en Suisse, RheonicsLes viscosimètres et densimètres en ligne ont la sensibilité exigée par l'application et la fiabilité nécessaire pour survivre dans un environnement d'exploitation difficile. Résultats stables – même dans des conditions de débit défavorables. Aucun effet de chute de pression ou de débit. Il convient également aux mesures de contrôle qualité en laboratoire. Pas besoin de modifier un composant ou un paramètre pour mesurer sur toute la plage.
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