No totes les bombes són adequades per a cada aplicació. Per això és important definir amb precisió les especificacions del projecte de bombeig abans de seleccionar la bomba que funcionarà de manera més eficient i serà la més rendible. Assegureu-vos d'entendre l'entorn en què funcionarà la bomba i no descarteu la nova tecnologia com a solució a un problema o per augmentar la vida útil.
Si les operacions es produeixen en un entorn corrosiu o d'alt clorur, una bomba de titani pot ser la millor opció.
El titani s'utilitza ara en la construcció d'algunes bombes i pot aportar avantatges importants. El titani té una excel·lent resistència a la corrosió, és compatible amb entorns d'alt nivell de clorur i té una alta relació resistència-pes. El titani és un 45 per cent més lleuger que l'acer i el doble de resistent que l'alumini. El titani també és capaç de resistir l'erosió per cavitació abrasiva i química, fins i tot en entorns de gran flux.
En canvi, les bombes submergibles d'aliatge d'acer inoxidable més utilitzades tenen rangs de pH i nivells de clorur més limitats. L'acer inoxidable també és més susceptible a les esquerdes per corrosió per tensió en entorns agressius. Aquests factors condueixen a una reducció de la vida útil de la bomba, majors costos de manteniment i pèrdues d'ingressos relacionades amb el temps d'inactivitat.
El Pitting Resistance Equivalence Number (PREN) és una mesura acceptada de la idoneïtat d'un aliatge per al servei d'aigua de mar, amb un PREN de 40 com el nivell mínim acceptat generalment per a la resistència a la corrosió. Només els acers inoxidables súper dúplex, els aliatges de níquel exòtics, inclòs el cuproníquel, i el titani compleixen aquest criteri. D'aquests materials, només el titani és resistent als vuit modes de corrosió. Tots els altres són susceptibles almenys a danys per corrosió per esquerdes.
Malgrat això i per la seva disponibilitat més general, les bombes d'acer inoxidable austenítiques s'utilitzen habitualment en aplicacions d'aigua de mar. En proves de camp amb aigua de mar, es va produir corrosió per esquerdes al bastidor del motor, els cargols, les femelles i les volanderes d'acer inoxidable austenític després de sis mesos de funcionament. En particular, la corrosió uniforme va causar danys extrems a l'eix del motor i la corrosió de les esquerdes va crear camins de fuites que permetrien la intrusió d'aigua a la carcassa del motor. Una bomba de titani idèntica en paral·lel no va tenir cap dany.
Els recobriments protectors i els ànodes de sacrifici també s'utilitzen habitualment en bombes submergibles de ferro colat i d'acer inoxidable. Aquestes solucions són més una bretxa que una solució per augmentar la fiabilitat de la bomba en aplicacions difícils. Els ànodes s'han de substituir regularment per mantenir-se efectius. Una sola rascada al recobriment protector proporciona a la corrosió un punt de suport que es pot estendre bastant ràpidament. La millor solució és especificar materials de construcció (com el titani) que siguin compatibles amb l'entorn d'aplicació.
L'aigua de mar i altres aplicacions d'alt nivell de clorur no són l'únic lloc on el titani té sentit. També destaca en aplicacions de bombeig industrial que necessiten moure fluids àcids o químicament agressius.
Un bon exemple d'això són les aplicacions mineres. Molts llocs de treball necessiten bombes que puguin gestionar entorns molt àcids. Aquests inclouen l'escorrentia general de la mina amb valors de pH típics inferiors a 4, l'àcid sulfúric en la lixiviació en munt i el processament de l'or amb nivells de pH líquids tan baixos com 0.5.
Les bombes de titani també han mostrat una llarga vida en els entorns agressius que es troben als abocadors i la remediació ambiental, aplicacions que sovint tenen líquids que contenen una sopa tòxica de compostos. Les bombes de titani han demostrat una vida útil 10 vegades més gran que altres bombes de la mateixa aplicació, oferint la durabilitat que esperen els usuaris finals.
Les bombes de titani no es veuen afectades per la majoria d'àcids oxidants i solucions de clor industrials. Aquesta característica els fa ideals per al seu ús en processos de fabricació amb productes químics.
Tot i que el titani és ideal per a l'aigua de mar i altres entorns corrosius, no ha tingut un ús generalitzat a causa del seu cost més elevat. Tot i que el titani és el novè element més abundant i el setè metall més abundant, no es troba lliurement a la natura sinó que es troba en altres minerals dels quals s'ha d'extreure. És aquesta extracció la que comporta els seus costos més elevats.
Per superar aquestes preocupacions de costos, els fabricants de bombes han creat dissenys que aprofiten les propietats duals del titani de resistència del material i resistència a la corrosió on es necessiten. Aquests inclouen carcasses del motor, eixos del motor i elements de subjecció. Per a altres àrees crítiques de menys resistència, es poden utilitzar materials polimèrics dissenyats. Aquests dissenys innovadors han reduït els costos unitaris i han estimulat la demanda d'aquestes bombes úniques.
Tot i que la selecció del material és crucial per maximitzar la vida útil de la bomba en entorns agressius, també s'han de tenir en compte els altres aspectes de disseny que tenen efectes iguals sobre la longevitat:
Disseny de tancament mecànic- Utilitzeu materials de primera qualitat, com ara carbur de silici per a les cares de segellat. Assegureu-vos que totes les cares del segell estiguin refredes i lubricades amb un bany d'oli separat, aïllant-les del fluid de procés i per protegir el segell en cas que la bomba estigui en sec. L'ideal és que el disseny del segell incorpori funcions per lubricar activament el segell superior; només aquest factor pot augmentar la vida del segell en un factor de dues a tres vegades.
Entrada de cable- Assegureu-vos que el segell on el cable d'alimentació entra a la carcassa del motor està dissenyat de manera que impedeixi la migració del fluid de procés al motor mitjançant l'absorció. Els danys físics que tallen la coberta exterior del cable d'alimentació o la degradació inesperada del material de la jaqueta podrien permetre que el líquid del procés s'enfili cap a la calor de la carcassa del motor. Una entrada de cable amb un bloc antimetxa protegirà el motor de danys i el procés del temps d'inactivitat.
Protecció tèrmica del motor- No es pot confiar en la qualitat de l'energia elèctrica subministrada, especialment en llocs remots o entorns durs. La tensió pot ser irregular, es pot perdre una pota de la trifàsica. Assegureu-vos que la bomba tingui un dispositiu tèrmic integral per protegir els bobinatges del motor dels danys quan l'alimentació de la línia està fora de tolerància.
El progrés en els processos de disseny i fabricació de bombes ha fet que les bombes de titani siguin una opció viable. Les aplicacions que requereixen una llarga vida en entorns corrosius o alts en clorur poden aprofitar les propietats úniques del material del titani per maximitzar el temps de funcionament i minimitzar els costos del cicle de vida. Les consideracions materials són crítiques, però també ho és un disseny mecànic sòlid. Adoptar un enfocament integral en la selecció de bombes per a aplicacions dures augmentarà significativament les possibilitats d'èxit.