Perché rivestire i componenti rotanti?

Una panoramica completa di come e perché proteggere i componenti rotanti mediante rivestimento interno e/o esterno.

I componenti rotanti che operano in ambienti severi e aggressivi, quali la produzione industriale, i processi chimici, l’incenerimento dei rifiuti e la produzione di energia, sono spesso soggetti all’attacco di sostanze corrosive. Tali agenti corrosivi spaziano dai gas di scarico ad alte temperature (200 °C), che condensandosi formano acido solforico (H₂SO₄), acido solfidrico (H₂S), acido fluoridrico (HF) e acido cloridrico (HCl), alle acque saturate di prodotti chimici provenienti dalla filtrazione dei prodotti di scarico o altri liquidi, p.es. acque provenienti dai processi di cokificazione o i liquidi ricircolati per la pulizia chimica.

Turbine: protezione necessaria dai gas condensati e altri agenti corrosivi

Un esempio di turbine e alloggiamenti di turbine che richiedono un rivestimento protettivo sono quelli impiegati nella produzione dell’acciaio e dei minerali ferrosi tramite altiforni. La composizione tipica dei gas emessi da questi ultimi include all’incirca 45-60% di nitrogeno (N), 20-30% di monossido di carbonio (CO) e anidride carbonica (CO₂), con il 2-4% di idrogeno (H).

Quest’ultimo elemento, in particolare, può provocare una corrosione particolarmente aggressiva (tensocorrosione indotta da idrogeno) quando entra a contatto con la ghisa, anche a temperature relativamente basse (40-60 °C) perché la corrosione è accelerata dalla presenza di condensa acida, acidi carbonici, ecc.

Lo stesso vale per gli impianti di incenerimento dei rifiuti per la termovalorizzazione o il recupero energetico, dove i gas combusti in composizioni variabili si combinano alle alte temperature, fino a 200 °C, ma anche al di sotto dei 130 °C, quando si forma condensa spesso contenente acido solforico (H₂SO₄), acido solfidrico (H₂S) e acido cloridrico (HCl).

Per garantire una protezione duratura dei componenti delle turbine sono quindi necessari sistemi di rivestimento di alta qualità che garantiscano sia la resistenza chimica che la resistenza agli sbalzi termici.

La protezione di SÄKAPHEN: soluzioni di rivestimento per turbine in ambienti corrosivi

Per questa applicazione, irivestimenti fenolici polimerizzanti a caldo di SÄKAPHEN si sono ormai imposti come standard di mercato.

Generalmente, è necessario trattare anche specifiche parti di turbine come gli alberi e le pale, a seconda delle esigenze del cliente. Un prodotto collaudato e un processo comprovato sono entrambi fondamentali, perché è essenziale che il rivestimento protettivo sia applicato uniformemente (per evitare problematiche di equilibratura durante la rimessa in servizio e il funzionamento), ma anche che aderisca perfettamente al substrato (in modo da resistere all’elevata forza centrifuga). L'impiego professionale di questi prodotti di rivestimento garantisce che le loro proprietà non siano compromesse da un'applicazione non uniforme.

In casi particolari, per esempio quando l’applicazione di rivestimenti termoindurenti non è possibile, possono essere utilizzati anche rivestimenti polimerizzanti a freddo. In tal caso, a causa delle dimensioni e del peso tipici  di una turbina o una carcassa destinati alla produzione di acciaio o minerali ferrosi, è preferibile applicare i rivestimenti protettivi di SÄKAPHEN direttamente in loco.

Giranti: protezione necessaria dalle aggressioni chimiche

Le giranti sono un tipo di componente rotante utilizzato per incrementare la pressione e il flusso di svariati prodotti. Per questo sono impiegate nelle più svariate industrie, come raffinerie, centrali elettriche, impianti petrolchimici e chimici e, in generale, in processi nei quali i gas di scarico raggiungono i 200 °C di temperatura. Questi gas aggressivi, combinati con gli elevati livelli di umidità presenti, provocano la formazione di condensa durante i periodi di inattività tra un ciclo e l’altro, di fermo impianto e di manutenzione. Ciò porta alla condensazione di acidi e altre sostanze chimicamente attive sulle superfici delle giranti.

La protezione di SÄKAPHEN: rivestimenti per giranti in ambienti operativi aggressivi

I rivestimenti SÄKAPHEN resistono alle variazioni di temperatura e offrono una resistenza termica fino a 200 °C, a seconda della sostanza a contatto. Un vantaggio fondamentale è l'eccellente adesione al substrato, che rimane inalterata anche sotto carichi dinamici. Allo stesso tempo, questi rivestimenti aggiungono solo un peso addizionale minimo al componente, evitando squilibri e garantendo un funzionamento efficiente dal punto di vista energetico.

Ruote e alloggiamenti per pompe: protezione necessaria dai fenomeni di corrosione e incrostazione in condizioni operative avverse

Oltre all’ambito dei gas di scarico industriali e dell’estrazione di fumi, le giranti verniciate possono essere anche installate in sistemi con pompe (centrifughe) per trattare sostanze aggressive come, per esempio, acque chimicamente sature prodotte dalle filtrazione degli scarichi, acque provenienti dai processi di cokificazione o liquidi ricircolati per la pulizia chimica.

Per esempio, nelle torri di raffreddamento, il coke viene sottoposto a raffreddamento brusco con acqua, come ultima fase del processo per evitare la combustione. L’acqua utilizzata viene poi raccolta e convogliata ai successivi trattamenti tramite una pompa. Le ruote installate in queste pompe centrifughe sono relativamente piccole (ca. 400 mm di diametro x 50 mm di larghezza), ma gestiscono volumi molto elevati. A una temperatura di esercizio di oltre 100 °C, questo liquido contiene svariati prodotti chimici, tra cui ammoniaca (NH₃), anidride carbonica (CO₂), solfuri e cloruri con tracce di fenoli. È anche presente un livello considerevole di ferrocianuro di ferro, non solo abrasivo ma anche in grado di otturare le pompe a causa delle incrostazioni.

La protezione di SÄKAPHEN: salvaguardia efficiente delle pompe in condizioni di processo estreme

SÄKAPHEN è ormai un punto di riferimento nel campo dei rivestimenti sviluppati su misura, anche per queste applicazioni. Ad esempio, prima di installare le nostre soluzioni personalizzate, un nostro cliente doveva sottoporre le proprie pompe a manutenzione ogni 3 settimane a causa delle incrostazioni e della corrosione. L’uso del nostro rivestimento fenolico epossidico  polimerizzante a caldo con cariche ceramiche ha esteso l’intervallo di manutenzione a oltre 2 anni. Il prodotto messo a punto in quell’occasione è stato battezzato Si 570 AR (acronimo di Abrasion Resistance) ed è ora applicato anche su innumerevoli scambiatori di calore.

Scambiatori di calore a superficie raschiata: protezione necessaria da corrosione e attrito

Gli scambiatori di calore a superficie raschiata sono generalmente impiegati in applicazioni di deceratura, rimozione degli oli e produzione di acidi grassi, allo scopo di miscelare i prodotti liquidi e semi solidi e, al contempo, alterarne la temperatura. All’interno di questi sistemi, i raschiatori montati sull’albero centrale rimuovono gli agenti altamente viscosi e, con essi, qualunque traccia di sporcamento.

La protezione di SÄKAPHEN: soluzioni di rivestimento per scambiatori di calore a superficie raschiata

In queste complesse condizioni di esercizio, i rivestimenti fenolici polimerizzanti a caldo di SÄKAPHEN garantiscono eccezionale protezione dalla corrosione e resistenza chimica, oltre a formare film non porosi e inaderenti.I prodotti di SÄKAPHEN presentano una tensione superficiale tra 28 e 35 mN/m, rispetto ai valori  >56 mN/m dell’acciaio al carbonio. La rugosità superficiale è di circa 0,89-1,59 micron, mentre quella dell'acciaio non trattato è di 30-50 micron, classificandoli quindi come rivestimenti idrofobici.

Anche i singoli componenti degli scambiatori di calore a superficie raschiata possono, naturalmente, essere protetti con rivestimenti fenolici polimerizzanti a caldo di SÄKAPHEN, inclusi alberi, centralizzatori degli alberi, distanziatori, raschiatori e relativi supporti.

Riapplicazione di rivestimenti su componenti rotanti: garanzia di integrità in caso di prove e controlli non distruttivi

I componenti rotanti come le turbine e le giranti, che operano a giri elevati, sono spesso soggetti a forti tensioni che influiscono negativamente sull’integrità del substrato metallico. Per questo è importante ispezionarli regolarmente per verificarne l’integrità strutturale, con particolare attenzione ai cordoni di saldatura. Nel caso in cui a giranti e turbine sia applicato un rivestimento, può essere necessario rimuoverlo, poiché gli eventuali residui potrebbero ostacolare le prove e i controlli non distruttivi. Soprattutto nei processi basati su polveri magnetiche o ultrasuoni, i residui di rivestimento possono falsare i risultati. Pertanto, i rivestimenti esistenti vengono rimossi mediante sabbiatura controllata in modo da esporre il materiale di base senza danneggiare il substrato.

La protezione di SÄKAPHEN

Nonostante i rivestimenti di SÄKAPHEN siano durevoli e resistenti alle sollecitazioni termiche e chimiche, sono al contempo facili da rimuovere tramite sabbiatura nel caso si rendano necessari prove o controlli non distruttivi.

Una volta completate le operazioni di manutenzione e ispezione, il componente rotante può essere trasportato alla sede centrale di SÄKAPHEN a Gladbeck, in Germania, o presso uno dei nostri applicatori autorizzati nel mondo per le necessarie operazioni di applicazione o riapplicazione del rivestimento.

Questo approccio coordinato coniuga in modo ottimale affidabilità operativa, qualità delle ispezioni e protezione a lungo termine.

Le soluzioni di SÄKAPHEN: i nostri 4 migliori rivestimenti per componenti rotanti

Offriamo un’ampia gamma di prodotti eccezionali che includono rivestimenti fenolici ed epossifenolici polimerizzanti a caldo e resine epossidiche, vinilestere Novolac ed epossidiche vinilestere polimerizzanti a freddo, da selezionare in base alle strutture e alle condizioni operative.

In particolare, i prodotti fenolici ed epossifenolici polimerizzanti a caldo di SÄKAPHEN assicurano una protezione contro gli agenti da fortemente acidi ad alcalini, specialmente ad alte temperature, ma anche un’eccezionale resistenza chimica in presenza di alte concentrazioni. L’uso dei prodotti epossidici polimerizzanti a freddo è perfetto per i grandi componenti impiantistici che operano a basse temperature.

Le nostre 4 migliori soluzioni di rivestimento interno ed esterno per turbine, giranti, ruote di pompe e dispositivi simili sono:

• Si 14 E: l'originale e ancora il migliore. È un rivestimento fenolico a singolo componente polimerizzante a caldo con elevata resistenza chimica agli acidi organici e inorganici, soluzioni saline, idrocarburi alifatici e aromatici, fumi, alcoli e acque di raffreddamento, oltre alle eccezionali proprietà idrofobiche, capaci di prevenire fenomeni di agglomerazione, sporcamento e incrostazione.
• Si 17 N: rivestimento fenolico termoindurente a singolo componente che presenta un’elevata resistenza chimica agli ossicloruri metallici (VOCL₃), acidi fluoridrici al 40%, acidi organici e inorganici, fumi, idrocarburi alifatici e aromatici clorurati, oli e grassi e assicura eccezionale levigatezza.
• HR 60 Extra G (Red): rivestimento epossidico a due componenti con elevata resistenza alle variazioni termiche, a svariate sostanze e a tutti i tipi di acque di raffreddamento quali acque salmastre, fluviali e marine oppure deionizzate.
• SÄKATONIT Extra AR: rivestimento a due componenti di qualità superiore, che spicca per le proprietà idrofobiche, l'elevata resistenza meccanica, la resistenza all’abrasione e agli urti e la resistenza chimica a svariate sostanze. Contiene un volume ultra alto di solidi (wt%) del 95% o più, oltre a sopportare condizioni atmosferiche estreme.

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