Heavy Metal: materials especials per a sistemes amb separadors

Els separadors amb brida permeten l'adaptació d'instruments de mesura de pressió a les condicions més adverses de la indústria química i petroquímica. El model més antic, el 990.27, es va llançar fa 35 anys i protegeix a diversos milers d'instruments a tot el món dels efectes dels mitjans agressius, corrosius, bruts o calents. El sistema de separador està compost d'un manòmetre o un transmissor connectat a un separador. La membrana del separador en contacte directe amb el procés actua sobre un líquid que transmet hidràulicament la pressió a l'instrument mitjançant un desplaçament proporcional amb la variació de la pressió del procés. La connexió entre instrument i separador pot ser directa o indirecta amb capil lar o un torre de refrigeració.

El material estàndard de la membrana és acer inoxidable 316L (1.4404/1.4435). Per millorar la resistència poden cobrir les parts en contacte amb el medi amb PTFE, i ECTFE. Contra els efectes de l'abrasió ha un cobriment ceràmic (wikaramic).

per a aplicacions més crítiques es fabriquen les membranes amb materials exòtics com tàntal i diferents varietats de Hastelloy. No obstant això l'aplicació de materials especials en combinació amb altes temperatures poden ser problemàtica. Per a aquests casos tota la superfície, incloent la superfície de segellat, ha de ser d'aquest material exòtic. Una membrana de tàntal, soldada a un cos de 316L per exemple, no seria fiable. Aplicacions amb pressions negatives podrien provocar fissures a la superfície del segellat amb la possible conseqüència d'un trencament de la membrana. A més no es pot descartar que es produeixin materials barrejats durant la soldadura de la membrana al cos, amb més susceptibilitat als efectes de la corrosió.

Un altre mètode d'unió seria enganxar la membrana al cos amb una cola especial. Però aquesta solució és adequada únicament per a aplicacions fins a +150 º C. A més poden sorgir problemes relacionats amb la difusió de gasos en el líquid de transmissió i de la desgasificació durant l'evacuació.

El mètode de la unió metàl·lica, patentat per WIKA, permet la unió de materials exòtics, com Hastelloy, Monel i tàntal amb el cos en acer inoxidable. Amb això la membrana disposa d'una unió de superfície en l'àrea de tota la junta. La unió metàl·lica està lliure de porus i l'estanquitat amb heli supera els 10-9 mbar l / s. Aquest sistema és adequat per a aplicacions amb temperatures permanents fins a 400 º C, limitat únicament per la temperatura màxima del líquid de transmissió i del material especial. L'usuari pot triar entre 20 materials especials diferents, sent els més habituals en aplicacions químiques i petroquímiques Hastelloy C4, Hastelloy C276, tàntal, i Monel 400.

Els aliatges de Hastelloy C4 i Hastelloy C276 troben la seva aplicació sobretot en instal·lacions i processos de la indústria química. Aquests materials presenten una bona o molt bona resistència contra àcids minerals contaminats a elevades temperatures, dissolvents, clor i mitjans amb contaminació de clor, àcid fòrmica i acètica, i solucions salines.

El tàntal destaca per la seva extraordinària resistència contra la corrosió, comparable amb vidre i platí. Aquesta resistència es deu a una làmina de pentòxid de tàntal amb forta adhesió a la superfície. El Monel 400 és resistent contra àcids orgànics i inorgànics, àlcalis càustics i substàncies salines. Aquest material és més adequat per a condicions de reducció que d'oxidació i és freqüent en aplicacions marítimes i petroquímiques.

WIKA desenvolupar el recobriment ceràmic per als separadors de membrana aflorant i roscats. Aquest cobriment ofereix una elevada protecció contra l'abrasió i protegeix la sensible membrana de la lixiviació, prevenint així la seva ràpid desgast. Un exemple d'aplicació en la utilització amb mitjans abrasius és la fabricació de silicona. El material de base és silici en forma de pols i metil clorur, i el monitoratge de la pressió es realitza mitjançant raig de sorra de silici. Habitualment s'utilitza Hastelloy, que presenta una alta resistència contra la corrosió, però aquest material com l'acer inoxidable es desgasta ràpidament en aquestes condicions. L'aplicació d'una membrana d'Hastelloy amb un recobriment ceràmic suplementari facilita una protecció permanent i per tant una notable reducció de costos.

Actualment WIKA produeix més de 35.000 separadors amb membrana aflorant a l'any per a l'aplicació en instal·lacions químiques i petroquímiques. Els materials i les formes constructives especials ofereixen una protecció efectiva dels instruments per enfrontar les condicions extremes en la indústria de procés. La gran varietat de materials especials i formes constructives permeten l'adaptació individual a les condicions específiques i adverses de la indústria química i petroquímica.