Los plásticos, la mejor opción para el manejo de productos corrosivos

Nov 03, 2023

Las bombas manejan algunos de los productos más agresivos y corrosivos del planeta y los plásticos se están convirtiendo en la opción preferida en estas aplicaciones. Aquí CDR Pumps, analiza las ventajas de este material y las soluciones que pueden ofrecer.

Al soportar la mayor parte del trabajo en muchos entornos industriales exigentes, las bombas deben manejar una amplia gama de materiales, desde ácidos y productos químicos volátiles hasta lodos y soluciones agregadas, todos los cuales son altamente corrosivos.

Por supuesto, las bombas fallan y, para evitar que eso suceda, es importante tomar la decisión correcta desde el principio para garantizar la confiabilidad y el rendimiento máximo sin comprometer la eficiencia y los costos de funcionamiento.

Para los no iniciados, el plástico no parece la opción obvia para la construcción de bombas, pero CDR Pumps diría lo contrario. La empresa fue una de las pioneras en el uso de materiales plásticos para la fabricación de bombas para uso en entornos exigentes y agresivos, utilizando en sus inicios materiales como el polipropileno macizo y el PVDF.

La cartera actual de la empresa incluye muchos materiales avanzados, incluidos revestimientos de polipropileno, revestimientos de ETFE y revestimientos de PFA, todos los cuales se prestan particularmente bien a productos químicos agresivos y temperaturas extremas.

Ashley Fenn, directora general de CDR Pumps UK Ltd, afirmó: “Conseguimos una resistencia a la corrosión realmente buena y son rentables, además de que pueden funcionar a temperaturas de hasta 180 °C. Siempre utilizamos material virgen en lugar de fibra de vidrio, lo que fortalece el producto. Los componentes de plástico son útiles en áreas como la fabricación de microchips y disolventes. Es un mercado en crecimiento”.

Caudales Recientemente, una empresa de fabricación de productos químicos que produce materias primas que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones de fabricación a nivel mundial se acercó a CDR. El requisito era una solución segura para descargar una solución de ácido clorhídrico al 36 % desde hasta dos camiones cisterna simultáneamente con una variedad de caudales diferentes.

Los riesgos adicionales incluían temperaturas de hasta 40°C que liberaban vapores de ácido clorhídrico. El ácido no sólo es tóxico para las personas que trabajan junto a él, sino que también es corrosivo para una amplia variedad de materiales de fabricación. Las necesidades del cliente variaban desde caudales de 12,5 m3/hora para recirculación hasta 73 m3/hora para aplicaciones de descarga de cisternas.

Se decidió que las bombas químicas revestidas con PerFluoroAlkoxy (PFA) eran la elección correcta. PFA es una resina de copolímero resistente a la corrosión química y se puede utilizar en aplicaciones de alta temperatura, ya que presenta una "tasa de fusión" muy alta y es altamente resistente a la tensión y al agrietamiento.

Como resultado, se eligieron cuatro bombas UTN-BL, una bomba de accionamiento magnético revestida de PFA y de acoplamiento cerrado. Con un diseño sin pérdida de vapor, esta bomba centrífuga mantiene los humos y fluidos contenidos de forma segura. Los requisitos de flujo variable del cliente se cumplieron añadiendo un variador de velocidad que ofrecía flexibilidad sin causar daños al sistema ni a las bombas.

CDR Pumps UK es una división de CDR Pompe Italia. La empresa matriz con sede en Milán, Italia, fabrica bombas de procesos químicos durante más de 60 años y abrió sus puertas en el Reino Unido hace más de 20 años después de decidir dividir su división química/farmacéutica para el Reino Unido, Irlanda y Asia. La mayor parte de la fabricación se realiza en Italia y la actividad en el Reino Unido se limita a la producción de placas base.

Eficiencia mejorada Además del plástico, CDR también produce un imán magnético de acero inoxidable. La última gama UTS-EVO ha mejorado la eficiencia en un 22% y ha reducido los costes operativos.

Se utiliza tecnología moderna para garantizar que cada bomba proporcione eficiencias y capacidad hidráulica de última generación, incluida la dinámica de fluidos computacional para el diseño del impulsor y la carcasa, el análisis de tensiones para el diseño de componentes y la fabricación rápida de prototipos para el desarrollo de productos.

Muchos clientes suelen necesitar un elemento personalizado para la instalación. Los ingenieros de CDR viajarán al sitio y se asegurarán de que la bomba se adapte a las necesidades específicas del entorno en el que está instalada. Cualquier problema se soluciona en el momento.

Fenn dijo: “Gran parte de nuestra forma de trabajar consiste en volver a lo básico. Muchos equipos en el mercado están sobredimensionados porque en el pasado un cliente decía que una bomba debe tener la capacidad de generar la máxima potencia, lo cual es muy ineficiente porque su funcionamiento cuesta una fortuna. Reingeniamos, utilizamos y recomendamos soluciones más efectivas”.

Condiciones desafiantes Un buen ejemplo fue la instalación de un sistema de refrigeración de motor diésel hecho a medida para una plataforma petrolera en el Mar del Norte. El cliente fue contactado por una instalación marina cuyo sistema de refrigeración existente no demostraba ser la opción correcta. La instalación requería un sistema que funcionara en un rango de temperatura ambiente de -30 °C a +40 °C.

Necesitaba un nuevo sistema de refrigeración del motor diésel, similar al que ya existía pero capaz de afrontar condiciones más exigentes en un entorno ATEX (peligroso y potencialmente explosivo). Como resultado, se diseñó un nuevo sistema de radiadores que incorporaba una bomba centrífuga sellada mecánicamente TCH para la recirculación del fluido refrigerante.

El TCH es una solución extremadamente flexible, capaz de manipular materiales pesados. Fabricado en acero inoxidable, con un soporte de rodamiento de acero inoxidable, puede funcionar en una gama extremadamente amplia de temperaturas exteriores y al mismo tiempo ofrece la resistencia a la corrosión esencial para las instalaciones marinas.

El sistema fue fabricado para evitar que una selección de motores grandes y de alta potencia se sobrecalienten y, como resultado, CDR suministró un motor de bomba que también era capaz de soportar una temperatura ambiente baja. El resultado es un nuevo sistema de refrigeración que cumple con ATEX, ISO 9001 y 14001.

En cuanto a la investigación y el desarrollo, Fenn dice que hay una “evolución constante del diseño y la fabricación que proviene de los ingenieros que trabajan en el campo para asesorar e investigar problemas.

“El gran foco está en la eficiencia. Hay un gran impulso para reducir el consumo de energía y los costos operativos y la mayor parte de la inversión va en esa dirección. Si puedes mejorar esas áreas en un uno o dos por ciento, entonces eso marca una gran diferencia”.

Un ejemplo es la bomba de diafragma operada electrónicamente que, como su nombre indica, utiliza un motor eléctrico en lugar del costoso aire comprimido. Esta unidad utiliza hasta cinco veces menos energía en comparación con las bombas de diafragma tradicionales operadas por aire, mientras que el diseño sin sello elimina fugas y fallas.

propulsión eléctrica El accionamiento eléctrico también aumenta el control de la bomba y puede dosificar el fluido con precisión. Los ingenieros de CDR creen que esta bomba puede ofrecer un ahorro de hasta $11,000 al año, lo que compensará el costo adicional dentro de los primeros seis meses de operación.

CDR también tiene una estrecha relación con otro fabricante italiano, Pompetravaini, lo que le ha permitido construir un mercado sólido para las bombas de vacío de anillo líquido. Estos son una parte importante de muchos procesos en una planta química, especialmente columnas de destilación, secado y reactores de baja presión. Los sistemas de vacío no son complicados, pero deben equilibrarse y configurarse correctamente para mantener su confiabilidad.

Un cliente informó recientemente que una bomba de vacío de anillo líquido de dos etapas se había vuelto ruidosa y apuntaba hacia una falla prematura y un funcionamiento poco confiable. Esta bomba de vacío de anillo líquido de dos etapas funcionó a un caudal de 210 m3/h a 33 mba. El agua de proceso que creó el anillo líquido tenía una temperatura de 180°C.

Pompe Travaini envió una bomba de vacío de anillo líquido de dos etapas desde Italia en el plazo de una semana para garantizar que el proceso estuviera en funcionamiento sin ningún impacto en la fabricación.

Kevin Pratt, gerente de ventas de CDR Pumps UK, dijo: “Siempre es importante reaccionar rápidamente ante estas situaciones, pero igualmente importante comprender el modo de falla para evitar que estos problemas vuelvan a ocurrir. El agua de proceso que alimenta las bombas de vacío de anillo líquido debe estar a una temperatura de alrededor de 15 °C y el caudal correcto debe suministrar un vacío de 33 mbar. Esto evita que el anillo líquido hierva y cavite”.

Se descubrió que la unidad había estado cavitando debido a que la temperatura del agua del proceso era demasiado alta y el caudal del proceso era demasiado bajo. El equipo de CDR Engineering ayudó al cliente a modificar el proceso para maximizar la vida operativa.

Mayor confiabilidad Para evitar más problemas de cavitación, el agua del proceso se redujo a 15 °C y el caudal se controló mediante un regulador. La nueva unidad de vacío se instaló en una semana y se realizaron cambios en el proceso de suministro de agua. Ahora el equipo de vacío funciona sin ruido excesivo y tiene mayor confiabilidad.

Como cualquier otro negocio, Covid-19 tuvo un impacto en CDR Pumps, pero permaneció abierto. Fenn dijo: “Los negocios se realizan de forma remota con personas que trabajan desde casa. Obtuvimos licencias especiales para seguir fabricando, ya que algunos de nuestros clientes producían productos farmacéuticos”.

Sin embargo, el negocio actual no es la principal preocupación del Sr. Fenn, ya que CDR todavía está procesando su cartera de pedidos prepandémica de hace 12 a 18 meses y muchos proyectos se han detenido debido a Covid-19. Pero sigue siendo positivo, sobre todo porque el mercado asiático está ahora "muy dinámico" con muchas consultas.

"Estamos muy ocupados: prestamos servicios a una industria química multinacional que involucra a clientes de primera línea en múltiples ubicaciones", dijo el Sr. Fenn.