Prevención de la corrosión causada por líquidos agresivos en la industria alimentaria

Prevención de la corrosión causada por líquidos agresivos en la industria alimentaria

by | Wednesday, 1 July, 2020 | Industry

Cuando se prueban reguladores de presión proporcional como parte del desarrollo de sistemas hidráulicos complejos, se requiere una alta capacidad de impulso y precisión de los sensores de medición de presión empleados.

El ácido carbónico y el alcohol pueden ejercer presión sobre el equipo de medición. Un fabricante de analizadores de líquidos automáticos en línea y de laboratorio se ha acercado a STS para encontrar un transmisor de presión duradero y preciso.

Cuando se exponen a fluidos agresivos como alcohol o ácido carbónico, los materiales estándar sufren corrosión. Por ejemplo, el ácido carbónico provoca un aumento en la concentración de hidrones (H +) y por lo tanto conduce a la corrosión del hidrógeno. Una vez que la corrosión atraviesa la membrana del sensor de presión, se vuelve inutilizable. Es por eso que el acero inoxidable normal no es suficiente para aplicaciones con altos niveles de ácido carbónico.

Además de ser altamente resistente a la corrosión, el sensor de presión para esta aplicación particular en una planta de embotellado debe ser capaz de soportar presiones extremadamente bajas cercanas al vacío. Como esta aplicación forma parte de la industria alimentaria, los estándares de higiene son muy altos. Las condiciones de casi vacío a las que se expone habitualmente el equipo forman parte del proceso de esterilización ( similar, aunque no tan extremo, a lo que ocurre en un autoclave ). Las presiones bajas por debajo de 0 bar pueden representar un peligro para la integridad de los sensores de presión. El vacío puede hacer que la membrana sea succionada de su posición en el sensor. La consecuencia son resultados de medición falsos o un sensor completamente roto.

Debido a estos requisitos, tuvimos que montar una solución a medida para este fabricante de analizadores automáticos de líquidos en línea y de laboratorio basados ​​en el transmisor de presión ATM.ECO . Como material, elegimos un acero Hastelloy extremadamente resistente a la corrosión. Para asegurar la estabilidad de la membrana en condiciones de baja presión, aplicamos un pegamento especial para fijar la membrana en su lugar.

Dado que el transmisor de presión funciona en condiciones de temperatura ambiente en esta aplicación, no fue necesaria una compensación de temperatura especial. La precisión del 0,25 por ciento de la escala total también es más que suficiente para esta aplicación en particular. La escala completa varía de 1 a 15.000 psi y, por lo tanto, es perfectamente adecuada para baja presión.

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La solución de sellado adecuada para cada aplicación

La solución de sellado adecuada para cada aplicación

by | Tuesday, 30 June, 2020 | Pressure Sensor Technology

Para mantener el rendimiento de los sensores de presión piezorresistivos y protegerlos de manera óptima en condiciones adversas, se deben tener en cuenta varias opciones de sellado. STS ofrece aquí varias soluciones, que se seleccionan de acuerdo con los requisitos dados y los entornos de aplicación reales.

En la mayoría de las aplicaciones estándar se utiliza un anillo de sellado o junta tórica. Este método de sellado común es muy flexible y muy versátil. STS ofrece anillos de sellado en muchas variantes de productos diferentes, donde el material específico se selecciona de acuerdo con el medio presurizado.

Si el sello se expone a medios agresivos o condiciones de temperatura extremas, el sellado con un simple anillo se vuelve insuficiente. Los elastómeros comúnmente usados ​​en la fabricación de juntas tóricas se vuelven porosos cuando se exponen, por ejemplo, a medios que contienen hidrocarburos. También pueden surgir problemas durante la descompresión, donde una fuerte caída de presión puede incluso romper el anillo de sellado.

Una alternativa común al anillo de sellado simple es un sello soldado, donde la celda de medición y la conexión de presión se sueldan directamente entre sí. Este tipo de sello es algo más estable, pero, al igual que la junta tórica, solo puede soportar una presión máxima de 250 bar / 3600 psi. Hasta este valor, la junta tórica y el sello soldado se complementarían entre sí, dependiendo del entorno de aplicación y el medio predominante. Con un medio de presión agresivo como la gasolina, por ejemplo, solo el sello soldado sería adecuado, mientras que en agua salada, se debe usar estrictamente una junta tórica para evitar la corrosión del sello.

Resumen de las distintas soluciones de sellado

Tan pronto como se supere el valor límite de 250 bar, solo se podrá utilizar una junta metálica. En STS, este sello metálico sin elastómero se ofrece para entornos de aplicación a presiones muy altas. Debido a sus propiedades, esta solución de sellado también puede soportar condiciones excepcionales y exposición extrema a químicos corrosivos, vacíos y exposición intensa a radiación.

Uso práctico de soluciones de sellado.

Una gran empresa que fabrica sistemas de molienda y compresores para diversas industrias se basa principalmente en los sensores de presión que ofrece STS, para los cuales existe una amplia gama de anillos de sellado. Aquí, las condiciones de temperatura, así como la naturaleza y compatibilidad de los medios, se conocen de antemano, de modo que estas se pueden validar fácilmente antes de su uso y los anillos de sellado se fabrican en consecuencia.

Para otro cliente que fabrica bancos de prueba para la industria automotriz, el material involucrado y las condiciones de temperatura encontradas solo son determinadas en última instancia por el usuario final. Por tanto, las propiedades esenciales de la solución de sellado dependen de estas especificaciones posteriores. Por lo tanto, las juntas utilizadas aquí deben garantizar desde el principio un alto grado de flexibilidad, por lo que nuestras robustas juntas soldadas son la elección aquí.

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Compatibilidad con los medios de los transmisores de presión piezorresistivos

Compatibilidad con los medios de los transmisores de presión piezorresistivos

by | Tuesday, 30 June, 2020 | Pressure Sensor Technology

Al seleccionar el transmisor de presión adecuado para aplicaciones individuales, hay numerosos criterios que deben tenerse en cuenta además del rango de presión a medir y las condiciones térmicas existentes . Entre ellos se encuentra el tema de la compatibilidad con los medios: la carcasa y la conexión al proceso deben resistir las condiciones ambientales, para que el sensor pueda realizar su servicio a largo plazo.

 

Por lo tanto, la selección del material sigue dos consideraciones importantes: Por un lado, que existe una tolerancia química al medio de contacto. El otro factor es que las consideraciones preventivas también juegan un papel importante. No solo debe aclararse si el transmisor de presión seguirá funcionando a largo plazo. También debe establecerse si los materiales utilizados en el propio transmisor de presión pueden dar lugar a peligros al entrar en contacto con determinadas sustancias; la industria farmacéutica sería un ejemplo obvio aquí. A continuación, mostraremos qué incompatibilidades de medios ocurren con qué materiales y cuáles podrían ser las soluciones a esto.

Compatibilidad de medios químico-físicos con material sellante y cable

No es solo el material de la carcasa lo que debe incluirse en las consideraciones de compatibilidad con los medios. Otros elementos del sensor de presión también entran en contacto con los medios circundantes o de proceso y estos materiales deben contemplarse particularmente.

La mayoría de los transmisores de presión vienen con un sellador de elastómero. El problema aquí es que el elastómero puede disolverse cuando entra en contacto con medios agresivos como el biodiésel, por ejemplo. En este caso, debe emplearse un sensor frontal empotrado, soldado y sin elastómero.

Un factor más es el cable que sirve para transmitir los datos de medición. Adoptaremos aquí el ejemplo del uso de una sonda sumergible en una piscina. Por motivos de higiene, las piscinas utilizan agua clorada. Como estándar, las sondas sumergibles utilizan cables PE o PUR. Aunque el agua clorada por sí sola no presenta ningún problema para estos cables, el vapor de cloro que se eleva de esta agua sí lo hace, ya que es mucho más agresivo que el agua misma. Estos cables, durante un período de tiempo, se volverán porosos por encima del nivel del agua (visible como una decoloración blanca) y el agua penetrará en su interior. Posteriormente, el propio sensor también fallará. Por esta razón, se utilizarían cables de teflón en tal caso.

Compatibilidad de medios químico-físicos con carcasas

Medios viscosos

Con medios viscosos, usando pinturas como ejemplo, los depósitos dentro del canal del sellador pueden ser una consecuencia. Para evitar la contaminación, se necesitan membranas lisas libres de cualquier espacio muerto y sin un canal de presión abierto para tales aplicaciones, de modo que el sensor se pueda limpiar y eliminar todos los residuos.

Medios abrasivos

Cuando los transductores de presión entran en contacto con medios abrasivos como el hormigón, una simple membrana de acero inoxidable proporciona una protección insuficiente. En este caso, se requerirá una membrana recubierta con lámina Vulkollan®.

Líquidos galvánicos y ácidos

Un sensor de presión cromado puede verse mejor desde un punto de vista estético, pero en términos prácticos es cualquier otra cosa. Cuando se usa un manómetro con carcasa de metal en un baño de galvanoplastia, con el tiempo solo quedará un grupo de cromo no funcional. Incluso los fluidos ácidos, como el ácido sulfúrico, reaccionarán con los metales. Por esta razón, las carcasas de plástico se utilizan para líquidos galvánicos y ácidos. La solución más popular aquí es PVDF.

Imagen 1: Transmisor de presión destruido debido a una selección de material incorrecta

Agua de mar

El agua salada (dependiendo de su salinidad) provoca picaduras a largo plazo en las carcasas de acero inoxidable. Es por eso que la mayoría de los sensores sumergibles y de nivel también están disponibles en una versión de titanio.

Aguas abiertas / protección contra rayos

Los rayos tal vez no puedan describirse como un medio, pero, sin embargo, analizaremos esto un poco más. Si un impacto golpea un sensor directamente, entonces ninguna protección contra rayos será de utilidad. Sin embargo, se puede recomendar protección contra sobretensiones para sondas sumergibles que se utilizan en aguas abiertas. De este modo se puede evitar un voltaje excesivo y daños en el instrumento de medición por un rayo en las inmediaciones. Esto es particularmente recomendable cuando se realizan mediciones a largo plazo en lugares remotos. El reemplazo de un dispositivo defectuoso aquí sería mucho más costoso de lo que podría ser la protección contra sobretensiones.

Compatibilidad con medios preventivos

El chip de silicio de un transductor de presión piezorresistivo está rodeado por un fluido de transmisión. Una opción habitual aquí es el aceite de silicona. Aunque este fluido normalmente no entra en contacto con el medio circundante, aquí deben tenerse en cuenta algunas cosas, ya que, después de todo, no se puede descartar totalmente una carcasa defectuosa. Dependiendo de la aplicación, esto podría tener consecuencias graves.

Gases y fluidos muy oxidantes

Cuando los gases y fluidos oxidantes entran en contacto con aceites o grasas, surge la amenaza de explosión. Todos los componentes expuestos al medio aquí deben estar libres de aceite y grasa y, en términos preventivos, también del líquido de transmisión.  

Industrias alimentaria y farmacéutica

En este caso, el aceite de silicona debe sustituirse por un aceite apto para alimentos para descartar cualquier contaminación nociva para la salud o que actúe de otra forma. La cerveza, por ejemplo, que ha entrado en contacto con el aceite de silicona ya no formará espuma, y ​​nadie quiere tenerla.

Pinturas

Una sola gota de aceite puede inutilizar un lote completo. Aquí también hay que encontrar una alternativa.

La compatibilidad de medios de los sensores de presión piezorresistivos: Resumen

El sensor de presión óptimo para una aplicación individual depende de muchos factores. Por esta razón, se requiere un conocimiento profundo del lado del proveedor de la aplicación del cliente respectiva. STS siempre ofrece a sus clientes una consulta orientada a las necesidades que aborda todos los aspectos para proporcionar una solución confiable en los plazos más cortos, incluso para volúmenes de dispositivos más bajos.

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