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Jul 01, 2023

Consideraciones para la selección del diafragma

Al seleccionar un diafragma para una bomba neumática de doble diafragma (AODD), la experiencia previa siempre es una guía muy útil, pero las nuevas aplicaciones a menudo requerirán investigación y asesoramiento externo.

Al seleccionar un diafragma para una bomba neumática de doble diafragma (AODD), la experiencia previa siempre es una guía muy útil, pero las nuevas aplicaciones a menudo requerirán investigación y asesoramiento externo para determinar el diafragma apropiado que cumplirá con los requisitos y parámetros específicos de la aplicación. .

Al seleccionar un diafragma, hay siete factores principales a considerar:

1. Resistencia química: compatibilidad del material con el fluido que se bombea. El espectro de fluidos bombeados puede variar desde agua hasta ácidos y cáusticos agresivos. Cada material de diafragma ha sido probado para medir su compatibilidad con muchos productos químicos. El operador debe evaluar el fluido bombeado comparándolo con las guías de compatibilidad química publicadas.

2. Rangos de temperatura: capacidad de permanecer flexible a bajas temperaturas y no deteriorarse a altas temperaturas. La temperatura es un factor muy crítico y el rango de trabajo disponible en los materiales del diafragma varía mucho. El tipo de fluido también puede afectar el rango de temperatura de trabajo del material.

3. Resistencia a la abrasión: capacidad de resistir el desgaste y la fricción por el contacto con sólidos y partículas en el fluido que se bombea. Hay diafragmas disponibles para manejar fluidos que van desde lodos transparentes hasta lodos pesados ​​y bombeo a granel seco.

4. Normas sanitarias – Requisitos de que el diafragma cumpla con normas higiénicas o sanitarias. Las aplicaciones en la industria de alimentos y bebidas deben utilizar diafragmas que cumplan con los estándares 21 CFR 177 de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA). Los diafragmas utilizados en la industria farmacéutica deben cumplir con los estándares Clase VI de la Convención de la Farmacopea de los Estados Unidos (USP).

5. Condición de entrada (succión inundada y altura de succión): capacidad para bombear fluido de un lugar a otro. Para diferentes configuraciones y condiciones de bombeo, ciertos materiales de diafragma son más eficientes y duraderos que otros. El asesoramiento externo de un experto, como un distribuidor de Wilden, puede ayudar a determinar el material óptimo para aplicaciones específicas.

6. Vida útil: longevidad esperada del diafragma antes de requerir reemplazo. Lograr el máximo tiempo medio entre reparaciones (MTBR) es un objetivo clave al seleccionar un diafragma. Sin embargo, algunos materiales tienen una vida flexible inherentemente más corta que otros, incluso en condiciones ideales.

7. Costo: costo total de propiedad determinado por múltiples factores, como el precio inicial, la vida útil nominal de la aplicación y los costos de tiempo de inactividad y mano de obra de reemplazo del diafragma. Debido a las muchas variables involucradas, el asesoramiento de un distribuidor externo experto puede ser de gran ayuda a la hora de seleccionar la opción más rentable y de mejor rendimiento para aplicaciones individuales.

A lo largo de los años, se han probado varios materiales para su uso en diafragmas de bombas AODD. Estos materiales se pueden agrupar en tres familias principales: caucho, TPE (elastómero termoplástico) y PTFE (politetrafluoroetileno o teflón). Cada familia y los materiales dentro de cada familia ofrecen propiedades y atributos que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones.

Los diafragmas de caucho están moldeados por compresión de caucho sintético con una malla de tela de nailon colocada dentro del caucho para mejorar las características de flexión del diafragma. Los siguientes son los materiales de diafragma de caucho disponibles:

• El neopreno es un diafragma excepcional de uso general y bajo costo. Diseñado para aplicaciones químicas no agresivas, como lodos a base de agua, agua de pozo o agua de mar, proporciona una buena vida útil y resistencia a la abrasión.

• Buna-N se utiliza en aplicaciones que involucran fluidos a base de petróleo/aceite, como gasolina con plomo, aceites combustibles, queroseno, trementina y aceites de motor. De uso generalizado en toda la industria de procesamiento de combustible, Buna-N también se conoce como nitrilo y proporciona una vida útil moderada y una resistencia moderada a la abrasión. Para aplicaciones de alimentos y bebidas, hay versiones disponibles que cumplen con los estándares FDA 21 CFR 177.

• El EPDM es adecuado para temperaturas extremadamente frías y es una alternativa económica al bombear ácidos o cáusticos diluidos. Los diafragmas de EPDM se utilizan en las industrias manufacturera, alimentaria, farmacéutica y de pinturas/recubrimientos. El material presenta una buena vida flexible y una resistencia moderada a la abrasión, y está disponible en versiones que cumplen con las normas FDA 21 CFR 177. EPDM también es una buena opción cuando se requieren materiales disipadores de estática.

• Viton es excelente para temperaturas extremadamente altas y proporciona un rendimiento excepcional con fluidos agresivos como hidrocarburos aromáticos/clorados y ácidos fuertes y agresivos. Viton es a menudo el único material de diafragma adecuado para aplicaciones donde se utilizan productos químicos agresivos debido a su alto límite de temperatura y resistencia química. Proporciona una vida flexible moderada y una resistencia moderada a la abrasión.

Los diafragmas de TPE se fabrican mediante moldeo por inyección. Debido a su estabilidad dimensional y resistencia a la tracción, los diafragmas de TPE no necesitan refuerzo de tejido. Los siguientes son los tipos disponibles de diafragmas TPE:

• El poliuretano es un diafragma de uso general para aplicaciones químicas no agresivas como agua, aguas residuales y agua de mar. Proporciona una excelente vida flexible, resistencia a la abrasión y durabilidad a un precio económico.

• Wil-Flex proporciona una alternativa de bajo costo al PTFE con un costo comparable al del neopreno. Hecho de Santoprene, Wil-Flex se usa con fluidos ácidos y cáusticos como hidróxido de sodio, ácidos sulfúrico o clorhídrico. Al exhibir una vida flexible, resistencia a la abrasión, rango de temperatura y durabilidad, se usa ampliamente en las industrias de procesos químicos, alimentos, farmacéutica y aguas residuales. Hay disponibles versiones de Wil-Flex que cumplen con los estándares FDA 21 CFR 177 para aplicaciones de alimentos y bebidas.

• Saniflex es adecuado para aplicaciones de procesamiento de alimentos. Hecho de Hytrel, presenta una buena vida útil y una excelente resistencia a la abrasión. Hytrel también ofrece un sellado o activación de sello superior debido a sus características de baja deformación por compresión. Hay versiones Saniflex disponibles que cumplen con las normas FDA 21 CFR 177.

• Geolast presenta una mayor resistencia al aceite y un bajo hinchamiento, lo que lo hace ideal para aplicaciones de la industria petrolera. Equivalente al nitrilo (Buna-N), Geolast proporciona una vida flexible moderada y buena resistencia a la abrasión en un amplio rango de temperaturas a un costo menor que el Buna-N reforzado con tela.

Debido a que es uno de los compuestos químicamente más inertes disponibles, el PTFE se puede utilizar con una gama extremadamente amplia de fluidos. También conocido como teflón, el PTFE se utiliza con fluidos altamente agresivos como hidrocarburos aromáticos o clorados, ácidos, cáusticos, cetonas y acetatos. Sus propiedades proporcionan una excelente vida útil y una resistencia moderada a la abrasión. Además, el PTFE cumple con las normas FDA 21 CFR 177 y USP Clase VI para aplicaciones de alimentos, bebidas y farmacéuticas. Debido a que el PTFE no es elástico, se debe utilizar un diafragma de respaldo de un material diferente para proporcionar flexibilidad y memoria. Las opciones de materiales para los diafragmas de respaldo son neopreno, Saniflex y Buna-N para alta temperatura.

Utilizando extensas pruebas de materiales y datos de campo, Wilden, Grand Terrace, CA, EE. UU., compiló una Guía de selección de diafragmas que compara y califica la vida flexible, la resistencia a la abrasión, la resistencia química, los límites de temperatura y el costo relativo de cada tipo de material. Es importante tener en cuenta que este cuadro debe usarse solo como guía y junto con investigaciones adicionales exhaustivas y asesoramiento de expertos para determinar la idoneidad de los materiales del diafragma para aplicaciones individuales porque un factor puede afectar a otro.

Cuando utilice la tabla, esfuércese siempre por obtener una clasificación 'A' o 'B' y mantenga la temperatura máxima del fluido de la aplicación lo más cerca posible del centro de los 'límites de temperatura de funcionamiento'. Generalmente no se recomienda la selección de materiales con clasificación 'C', pero puede ser necesaria en raras excepciones donde los fluidos son altamente especializados o se procesan en condiciones extremas. Para algunas aplicaciones, pueden ser adecuados dos materiales diferentes, siendo el coste el factor decisivo final.

Otros factores a considerar al seleccionar el diafragma correcto incluyen la configuración del hardware de la bomba, el tipo y la frecuencia de los líquidos de limpieza, el funcionamiento de la bomba (intermitente o continuo) y la frecuencia con la que se reemplazan los diafragmas. En promedio, los diafragmas que deben reemplazarse con más frecuencia que cada tres meses justifican una evaluación adicional para determinar si son adecuados para la aplicación.

Hytrel®, Viton® y Teflon® son marcas comerciales registradas de DuPont Company.

Geolast® y Santoprene® son marcas comerciales registradas de ExxonMobil.