Réparation de goulotte usée, de trémie et de cyclone : remettre en état pendant l'arrêt

Réparer la goulotte qu'on a, dans la fenêtre qu'on a

La réparation d'une goulotte usée ou d'une trémie part du mécanisme d'usure, pas du produit : abrasion par glissement, impact, érosion et colmatage appellent chacun une solution différente. Pendant un arrêt, les outils habituels sont le rechargement dur par soudure, les plaques d'usure en acier AR, la céramique collée ou boulonnée, l'époxy chargé céramique à la truelle et les revêtements élastomères, souvent combinés zone par zone.

Le choix du blindage d'une goulotte neuve relève de la conception, traitée dans notre comparatif céramique d'alumine vs acier AR ; les blindages de concasseur suivent leur propre logique, exposée dans pièces d'usure de concasseur : quelle nuance choisir. Ici, la situation courante dans les mines et cimenteries du Québec et de l'Ontario : un équipement existant est usé, parfois percé, et doit repartir à l'intérieur d'une fenêtre d'arrêt fixe, avec ce qui passe par un trou d'homme.

Les quatre mécanismes d'usure des goulottes, trémies et cyclones

Un même équipement présente en général plusieurs mécanismes, chacun dans sa zone. Bien les lire sur la surface usée fait tenir la réparation.

• Abrasion par glissement. Le vrac glisse sous son propre poids sur le fond de la goulotte ou les parois de la trémie. La surface ressort polie, rayée dans le sens de l'écoulement, amincie de façon régulière. La dureté par rapport aux particules est la première défense.
• Impact et arrachement. Des blocs tombent sur le point de chute, la tête de goulotte ou la paroi de trémie face à l'alimentation. La surface est cabossée ou arrachée, et les blindages durs mais fragiles y fissurent. La ténacité compte plus que la dureté.
• Érosion. Des particules portées par l'air ou une pulpe frappent la surface : entrée et cône de cyclone, apex d'hydrocyclone, conduits après un broyeur ou un séparateur. En circuit humide, l'érosion-corrosion enlève l'acier plus vite que chaque mécanisme seul. L'angle d'attaque décide du matériau qui tient le mieux.
• Colmatage et accrochage. Un matériau humide, collant ou fin se tasse dans les coins et les noues, puis forme des voûtes ou des cheminées. Ce n'est pas de l'usure en soi, mais ça en cause : le piquage à la barre abîme les blindages, l'écoulement détourné creuse un nouveau chenal, et l'acier se corrode sous le dépôt.

Inspecter avant l'arrêt : épaisseurs, zones d'impact, percements

L'étendue des travaux se décide avant l'arrêt. Trois choses doivent être connues.

L'épaisseur résiduelle. La mesure d'épaisseur par ultrasons sur la virole et les plaques d'usure, relevée sur une grille repérée, donne la carte d'usure. Là où l'accès est sécuritaire, une bonne partie se fait de l'extérieur, usine en marche. Mesurez toujours les mêmes points : une série de lectures donne la vitesse d'usure et dit si la goulotte se rendra à la prochaine fenêtre. Sur céramique ou époxy, repères et jauges de profondeur remplacent les ultrasons.

L'endroit où l'impact tombe vraiment. La trajectoire change avec le débit, la granulométrie et la vitesse du convoyeur. La vraie zone d'impact, plage arrachée ou martelée, est souvent décalée par rapport à la plaque d'impact d'origine. Photographiez-la avec une échelle.

Les percements et les dommages cachés. Fuites de poussière ou de pulpe, coulures de rouille sur l'extérieur de la virole, jour visible de l'intérieur : tout indique une usure traversante. Vérifiez derrière les tuiles perdues et les plaques manquantes, ainsi que les fixations des blindages.

D'où une décision par zone : reprotéger, reconstruire puis protéger, ou remplacer le tronçon de virole.

Options de réparation d'une goulotte usée ou d'une trémie

Le rechargement dur chauffe une virole parfois déjà mince et adoucit l'acier AR voisin. Les plaques AR boulonnées sont le choix par défaut aux zones d'impact. L'époxy chargé céramique reconstruit à froid les formes irrégulières : pièces de cyclone, transitions, zones difficiles à blinder de tôle. Notre comparatif collage à froid vs soudure précise quand chaque voie convient. Une goulotte se répare rarement avec une seule option : AR boulonné ou caisson de roches au point de chute, céramique ou époxy céramique sur le fond de glissement, époxy pour reconstruire les transitions.

Appliquer l'époxy chargé céramique sur site : la procédure

Les pertes d'adhérence viennent de la préparation, de l'humidité et de la cure, rarement du produit. Voici la séquence générale ; quantités, épaisseurs, températures et temps de cure viennent de la fiche technique, pas de l'habitude.

1. Isolement et entrée. Cadenasser les alimentateurs, convoyeurs, registres et tout équipement amont capable d'amener du matériau, selon le programme de cadenassage du site (la norme CSA Z460 sert de référence au Canada). Une goulotte ou une trémie est en général un espace clos : mesure de l'atmosphère, surveillant et plan de sauvetage selon la réglementation provinciale. La trémie est vidée et les accrochages dégagés de l'extérieur avant toute entrée ; personne ne travaille sous du matériau accroché.
2. Nettoyage. Retirer le colmatage, la calamine, les tuiles décollées et les blindages défaillants, puis confronter la carte d'usure aux mesures de la grille.
3. La structure d'abord. Percements et zones minces se réparent avant la protection anti-usure : plaque soudée si le travail à chaud est permis, pièce d'acier collée sinon. L'époxy est une surface d'usure, pas une réparation structurale.
4. Préparation de surface. Décapage par projection d'abrasif jusqu'à un métal propre et sec avec un profil d'ancrage angulaire conforme à la fiche technique (voir notre guide NACE n° 2 / SSPC-SP 10). À défaut, outils mécaniques jusqu'au métal nu avec profil. En service de pulpe, vérifier les sels solubles. L'acier doit rester sec et au-dessus du point de rosée pendant l'application et la cure.
5. Application. Malaxer des unités complètes, presser une première couche dans le profil pour le mouiller, puis monter le mastic à la truelle à l'épaisseur indiquée sur la fiche. Rétablir au gabarit la géométrie des cônes, entrées et transitions. Terminer les rives dans une engravure ou contre un rebord de retenue pour que l'écoulement ne les soulève pas.
6. Cure. Maintenir la surface dans la plage de température prescrite jusqu'à ce que le produit atteigne la cure exigée pour la mise en service. Un redémarrage hâtif est la première cause de perte prématurée.
7. Relevé. Photographier et mesurer l'épaisseur appliquée aux points de la grille : la prochaine inspection part de ces valeurs.

La même logique vaut pour les corps de pompe à pulpe : voir notre guide de réparation de pompe centrifuge au mastic époxy.

Concevoir pour réduire l'usure : angle, caisson de roches, déflecteurs

Rétablir la géométrie d'origine, c'est rétablir le patron d'usure d'origine. Quand une zone lâche toujours au même endroit, la géométrie mérite un second regard.

L'angle. Les parois doivent être assez inclinées pour que le matériau glisse sur le blindage, ce qui dépend de son angle de frottement contre ce blindage, mesurable au cisaillomètre (l'ASTM D6128 décrit la méthode Jenike). Les noues de trémie sont moins inclinées que les parois et c'est là que naissent les accrochages ; coins arrondis ou blindages de noue aident. Un nouveau blindage change le frottement de paroi, donc l'écoulement.

Le caisson de roches. Un rebord qui retient le matériau pour que le matériau entrant tombe sur lui-même plutôt que sur l'acier. Il ne convient pas au matériau humide et collant, qui peut le bourrer et en faire un barrage, et le poids retenu doit être vérifié par rapport à la structure.

Déflecteurs et goulottes courbes. Des plaques d'impact remplaçables sur la trajectoire réelle, et des goulottes courbes de type capot et cuillère qui gardent le flux en contact avec la paroi, réduisent l'impact au transfert et sur le convoyeur.

Cyclones. L'usure se concentre à l'entrée, au cône et à l'apex. Une marche entre deux sections de blindage crée un nouveau point d'usure : les reconstructions doivent être affleurantes. Les cyclones de préchauffeur de cimenterie, bien au-delà de la plage de température d'un époxy, relèvent du réfractaire.

Planifier autour des fenêtres d'arrêt de printemps et d'hiver

Bien des cimenteries du Québec et de l'Ontario placent leur arrêt annuel de four en hiver ou au début du printemps, avant la saison de construction ; les mines répartissent leurs arrêts sur l'année. Les deux saisons pèsent sur la réparation.

L'hiver. L'acier d'une goulotte non chauffée peut être bien sous la plage d'application d'un époxy. On travaille alors sous abri chauffé, support maintenu dans la plage jusqu'à la fin de la cure, ou avec une formulation basse température. Notre article sur l'application d'un revêtement époxy par temps froid pendant un arrêt d'hiver présente les quatre mesures qui décident si un produit va durcir.

Le printemps. Le dégel amène de l'eau : le matériau gelé libère son humidité et l'acier froid condense. Le contrôle du point de rosée devient déterminant, avec déshumidification ou chauffage au besoin.

Dans les deux cas, carte d'usure et quantités de produit doivent être prêtes avant l'ouverture de la fenêtre : cures longues et livraisons tardives repoussent une réparation au-delà du redémarrage.

Questions fréquentes

Peut-on réparer une goulotte usée sans soudure ? Oui. L'époxy chargé céramique, les tuiles collées et les plaques boulonnées s'installent sans travail à chaud, ce qui compte en zone poussiéreuse. Les zones de fort impact demandent tout de même plaques, composites ou caisson de roches plutôt que l'époxy seul.

Peut-on appliquer l'époxy céramique sur une virole percée ? Pas comme seule réparation. Le percement est d'abord refermé par une pièce soudée ou collée, et la protection anti-usure s'applique sur un métal sain.

Quel est le meilleur revêtement anti-usure pour une trémie ? Il n'y en a pas un seul. L'époxy chargé céramique convient à l'abrasion par glissement, à l'érosion et aux formes irrégulières en service modéré, pas au point de chute. Le choix se fait zone par zone, selon le mécanisme.

Combien de temps avant la remise en service ? Tout dépend du programme de cure du produit et de la température maintenue. La fiche technique donne les valeurs ; planifiez la cure dans la fenêtre d'arrêt, pas après.

Pourquoi le nouveau blindage s'use-t-il toujours au même endroit ? Parce que la géométrie envoie le matériau au même endroit. Examinez la trajectoire, l'angle de la goulotte et la possibilité d'un caisson de roches ou d'un déflecteur avant de reblinder.

En pratique

Réparée selon le mécanisme, géométrie vérifiée et cure planifiée, une goulotte cesse d'être une urgence à chaque arrêt. Induscoat réalise sur site des réparations d'usure de goulottes, trémies, cyclones et équipements de pulpe dans les mines et cimenteries du Québec et de l'Ontario, dans le cadre de son service de maintenance et réhabilitation, avec la méthode de collage à froid là où le travail à chaud n'est pas souhaité. Envoyez des photos des zones usées, le matériau manutentionné et les dates de votre prochain arrêt pour demander une soumission. Les fiches techniques de la gamme Induscoat sont publiées sur le site de la marque, induscoat.com.