Selección de bombas de proceso químico: guía de materiales, sellos y puntos de servicio para ingenieros de plantas

Una bomba de acero inoxidable 316L que funcionó durante seis años con agua de refrigeración puede fallar en cuatro meses en una línea de hipoclorito de sodio al 15% a 45 grados Celsius. Mismo punto de trabajo, misma velocidad del eje, mismo proveedor. La variable que cambió fue el medio y es por eso que una bomba de proceso químico debe especificarse a partir de una hoja de datos de fluidos en lugar de un caudal.

En la mayoría de las fallas de campo que llegan al servicio de servicio de un fabricante de bombas, el sistema hidráulico estaba bien. La metalurgia húmeda, la disposición del sello o el rango operativo supuesto eran incorrectos. Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd. ha construido bombas en Jingjiang, Jiangsu desde 1987, y su catálogo ahora cubre más de diez series y más de 300 especificaciones en construcciones de acero inoxidable, acero inoxidable dúplex, aleación de níquel, titanio y fluoroplástico.

¿Qué se considera una bomba de proceso químico?

Una bomba de agua de uso general y una bomba de proceso pueden verse idénticas en un plano de disposición general y no comportarse de manera similar en servicio. La construcción del proceso agrega espesor de pared para un margen de corrosión, un drenaje de la carcasa, un diseño extraíble hacia atrás para que el conjunto giratorio salga de la carcasa sin romper las tuberías, una cámara de sellado del tamaño del sello realmente instalado y rodamientos clasificados para servicio continuo.

• Margen de corrosión en la carcasa y la cubierta, normalmente 3 mm para servicio agresivo.
• Conjunto extraíble posterior y cámara de sellado adaptados al plan de lavado elegido.
• Límites de vida útil y vibración de los rodamientos escritos en las especificaciones de compra, no medidos posteriormente.

Cuatro estándares cubren la mayor parte del mercado y cada uno de ellos bloquea un conjunto diferente de decisiones.

Haga coincidir los materiales húmedos con el medio antes de dimensionar cualquier cosa

El material mojado decide si una bomba dura cinco años o cinco meses, y los insumos que importan son el contenido de cloruro, el pH, la temperatura y los sólidos, en ese orden.

El 316L es el predeterminado por buenas razones: es soldable, está ampliamente disponible y es económico en comparación con las aleaciones de níquel. También es el grado que con mayor frecuencia se aplica incorrectamente. Por encima de aproximadamente 200 ppm de cloruro y 60 grados Celsius, el 316L está expuesto a corrosión por picaduras y grietas, y un agujero a través de una pared de la carcasa no se anuncia antes de que falle. El súper austenítico 904L y el dúplex 2205 o 2507 amplían la ventana de cloruro, CD4MCu agrega resistencia a la erosión cuando hay lodos involucrados, Hastelloy C-276 sobrevive a ácidos mixtos e hipoclorito, y el titanio es excelente en cloro húmedo y cloruros oxidantes, pero es la respuesta incorrecta en cloro seco o metanol.

Cuando el medio ataca incluso esos grados, la respuesta es eliminar por completo el metal del camino mojado. El revestimiento fluoroplástico maneja ácido clorhídrico, ácidos mixtos y cloruro férrico a temperaturas que destruirían el acero inoxidable estándar, y el mismo revestimiento se puede aplicar en plataformas de accionamiento centrífugo, sumergible o magnético.

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Dimensionar una bomba de proceso químico sin sobredimensionarla

Una bomba de proceso químico debe dimensionarse en el peor caso operativo creíble y luego verificarse para que el caso normal aún se encuentre dentro de la banda eficiente.

Agregue un 10% al flujo calculado y entre un 5% y un 10% a la altura, pero deténgase ahí. El sobredimensionamiento empuja el impulsor muy hacia la izquierda de su punto de mejor eficiencia, donde la recirculación interna aumenta la vibración y carga el eje. Mantenga el punto de funcionamiento normal entre el 80 % y el 110 % del BEP y trate cualquier valor inferior al 70 % como una falla de diseño en lugar de un problema de control. La viscosidad es la trampa silenciosa: un fluido a 500 cP puede desplazar el punto de trabajo en más de un 20 % una vez que se aplican los factores de corrección, y los lodos pesados ​​generalmente necesitan una reducción de la potencia del cabezal y espacios libres de funcionamiento más amplios.

Para flujos de refinería y petroquímicos, donde el caso nominal incluye altas temperaturas y perturbaciones intermitentes, un diseño extraíble posterior de pared gruesa en la familia de bombas de proceso petroquímicos CZ cubre la mitad del rango de flujo y altura sin una pieza fundida a medida.

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Los sellos y la contención deciden su factura de mantenimiento

El sellado, no el sistema hidráulico, es el que causa la mayoría de las fugas y paradas no planificadas de las bombas de procesos químicos, por lo que la decisión sobre el sello merece la misma atención que la selección del impulsor.

Un sello mecánico único con descarga Plan 11 es adecuado para fluidos limpios y no tóxicos. Los sellos presurizados dobles con Plan 53A o 53B son la respuesta estándar para medios tóxicos, cristalizantes o de alta presión de vapor, y necesitan un suministro de fluido de barrera que la planta realmente pueda mantener. El lavado externo, Plan 32, es común cuando los sólidos exceden aproximadamente el 2% en peso, aunque el agua de lavado diluye el producto y agrega una carga de efluente. Cuando una fuga significa un incidente con pérdida de tiempo en lugar de un trabajo de limpieza, el El plan de sellado es una decisión de seguridad. tanto como de mantenimiento.

Cuando es necesario eliminar el sello bajo presión, un diseño de accionamiento magnético de alta presión con una carcasa de contención secundaria mantiene el medio dentro de la bomba incluso si se rompe la carcasa primaria.

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Una lista de verificación de especificaciones que previene fallas en el campo

Siete elementos cierran las brechas que convierten una buena selección hidráulica en una mala instalación.

1. Ficha técnica del fluido: composición, rango de concentración, temperatura normal y máxima, gravedad específica, viscosidad, presión de vapor, pH, cloruro en ppm y sólidos por tamaño y porcentaje.
2. Selección de material húmedo con un margen de corrosión indicado, además de una nota sobre lo que hace el medio durante la limpieza y el apagado.
3. Punto de trabajo: caudal normal, nominal y mínimo, altura, NPSH disponible y temperatura del fluido en cada caso.
4. Plan de sellado, suministro de fluido de lavado o barrera, y la presión y el flujo que ese suministro puede ofrecer.
5. Norma y documentación: ISO 5199 o API 610, certificados de materiales y plano dimensional para su aprobación.
6. Pruebas: prueba de rendimiento, prueba hidrostática a 1,5 veces la presión de diseño y lecturas de vibración en todo el rango operativo.
7. Repuestos: caras de sello, anillos de desgaste, camisa de eje y un juego de rodamientos adaptados al trabajo real.

Envíe la hoja completa al fabricante antes de la etapa de cotización y no después. el pagina de contacto enumera los canales telefónicos, móviles y de correo electrónico utilizados para consultas técnicas, y una breve conversación sobre el medio normalmente evita una costosa segunda ronda de selección.

Preguntas sobre bombas de proceso químico que más hacen los ingenieros

¿Cuál es la diferencia entre una bomba de proceso químico y una bomba centrífuga ordinaria?

Una bomba de proceso está construida para servicio continuo con fluidos corrosivos o peligrosos, por lo que tiene un margen de corrosión, una cámara de sellado más grande, una construcción extraíble hacia atrás y cojinetes clasificados para operación las 24 horas. Una bomba centrífuga ordinaria está diseñada para fluidos similares al agua en condiciones ambientales y no tiene ninguna de esas disposiciones.

¿Debo elegir una bomba de accionamiento magnético o una bomba de sello mecánico?

Elija un accionamiento magnético cuando el fluido sea tóxico, volátil o costoso y la prioridad sea cero fugas, siempre que el medio esté limpio y la temperatura se mantenga dentro del límite del imán. Elija un sello mecánico con un plan de lavado documentado cuando haya sólidos presentes, cuando la viscosidad sea alta o cuando el servicio se acerque al límite de funcionamiento en seco.

¿Qué margen de NPSH debe tener una bomba de proceso químico?

Mantenga el NPSH disponible al menos 1 m por encima del NPSH requerido al flujo nominal y aumente ese margen para bombas de alta energía o fluidos cerca de su presión de vapor. Un pequeño margen en el flujo nominal desaparece en el caso de flujo mínimo, que es donde generalmente comienza el daño por cavitación.

¿Cuánto tiempo debe durar una bomba de proceso químico?

Con una selección correcta del material, un punto de trabajo estable entre el 80 % y el 110 % de BEP y un plan de sellado mantenido, espere de cinco a diez años en la carcasa y el impulsor, con un reemplazo del sello entre aproximadamente 8000 y 20 000 horas de funcionamiento. Acorte esos números drásticamente si alguno de los tres es incorrecto.