Gestire i prodotti chimici abrasivi con il diaframma della pompa giusto

Le pompe a membrana ad azionamento pneumatico sono utilizzate in molte applicazioni che richiedono resistenza abrasiva e chimica. Quando sono necessari entrambi, viene generalmente utilizzato un elastomero con una certa resistenza chimica o un diaframma in politetrafluoroetilene (PTFE) con un supporto in elastomero.

Il problema con la maggior parte dei diaframmi in elastomero nelle applicazioni chimiche abrasive è che col tempo si indeboliscono a causa dell'attacco chimico e dell'erosione degli abrasivi. Ciò si traduce in una perdita di resistenza alla trazione e di durometro, rendendoli vulnerabili alla rottura e alla disintegrazione nel supporto.

I diaframmi in PTFE possono fornire una resistenza chimica superiore, ma minore resistenza all'abrasione e flessibilità rispetto ai diaframmi in elastomero. Diversi fattori influenzano la resistenza all’abrasione e la flessibilità del PTFE.

La maggior parte dei produttori di diaframmi utilizza un PTFE sfogliato realizzato con un materiale convenzionale o modificato, che offrono entrambi una forte resistenza chimica. Il PTFE convenzionale è altamente cristallino e ha meno flessibilità del PTFE modificato. Il PTFE modificato tende ad avere meno resistenza all'abrasione a causa della sua struttura amorfa.

Il PTFE espanso e tensilizzato, o ePTFE, è prodotto mediante un processo proprietario. L'ePTFE offre tenacità e resistenza all'abrasione, mentre il supporto in gomma conferisce flessibilità.

Sono stati condotti test interni per confrontare le prestazioni dei diaframmi compositi in ePTFE con i diaframmi in PTFE in due pezzi con supporto in gomma (vedere Immagini 1-5). Si trattava di due pompe identiche a doppia membrana (AODD) con ingresso/uscita da 1,5 pollici alla stessa elevazione e pressione di ingresso dell'aria, ingresso del mezzo e uscita. Uno era dotato di un diaframma composito in ePTFE e l'altro di un diaframma in due pezzi con PTFE rivolto verso il fluido e un elastomero termoplastico rivolto verso il lato aria.

Il mezzo era una sospensione di una parte di abrasivi e 70 parti di acqua. I mezzi abrasivi erano costituiti dal 41 al 53% di biossido di silicio, dal 7 al 31% di ossido di ferro, dal 17 al 25% di ossido di alluminio e dal 3 al 15% di ossido di calcio con tracce di vari materiali inorganici.

Molti utenti di pompe a membrana ad azionamento pneumatico riscontrano problemi con abrasivi e sostanze chimiche nei fluidi. Questi problemi comportano costosi tempi di inattività, danni alle apparecchiature, costi di manutenzione e riparazione e perdita di produzione.

Quando si seleziona una membrana è necessario contattare un tecnico applicativo o un produttore di pompe. I diaframmi compositi in ePTFE monopezzo resistono agli attacchi chimici e alla disintegrazione fisica degli abrasivi per garantire una lunga durata, una migliore produttività e una maggiore sicurezza. Quattro esempi mostrano aziende che risolvono problemi utilizzando diaframmi compositi in ePTFE.

Delta Tech Service Inc. a Benicia, California, è specializzata nella decontaminazione delle apparecchiature per la raffineria di petrolio. L'azienda progetta e fabbrica skid che utilizzano due pompe AODD da 3 pollici unite ai collettori, consentendo agli utenti di azionare contemporaneamente una o entrambe le pompe.

Una delle sfide sul campo era la breve durata dei diaframmi in fluoroelastomero forniti con le pompe. Sono stati utilizzati monomero di etilene propilene diene (EPDM) e diaframmi convenzionali in PTFE sfogliato con supporti in elastomero termoplastico, ma nessuno è durato più di un periodo di noleggio di 30 giorni (vedere Immagini 6-7).

Delta Tech ha quindi provato un set iniziale di diaframmi compositi in ePTFE che sono durati più di 90 giorni: più di quattro volte la durata dei diaframmi in EPDM e PTFE/elastomero in due pezzi. La maggior parte delle applicazioni delle pompe Delta Tech coinvolgevano polvere di coke, condensa e vari detergenti chimici, che possono ammorbidire l'elastomero termoplastico e lacerare il PTFE.

Passando ai diaframmi compositi in ePTFE monopezzo, l'azienda ha ottenuto notevoli risparmi sui costi di manutenzione e sui tempi di inattività del sistema.

L'estrazione dei metalli da un processo di raffinazione richiede pompe in grado di spostare vari prodotti chimici, frammenti metallici e particelle di polvere. Un'azienda statunitense specializzata nell'estrazione dello zinco utilizza 10 pompe AODD per spostare fanghi di acido solforico (concentrazione fino al 90%), acido cloridrico (concentrazione fino al 36%), acido di-(2-etilesil) fosforico ( D2EHPA), cherosene, polvere metallica e scaglie metalliche. Sono state utilizzate le pompe AODD per la loro capacità di gestire solidi e spostarsi in diverse aree del processo.