Fluidi tampone e barriera

Cos'è il fluido tampone

Il fluido tampone è un liquido utilizzato nei sistemi a doppia tenuta per fornire lubrificazione e raffreddamento alla tenuta esterna. Solitamente viene mantenuta a una pressione inferiore a quella del fluido di processo e funge da barriera di riserva in caso di guasto della tenuta primaria.

Cos'è il fluido barriera

Il fluido barriera è un liquido utilizzato nelle soluzioni a doppia tenuta per fornire una barriera fisica tra il fluido di processo e l'atmosfera. Viene mantenuto a una pressione superiore a quella del fluido di processo per evitare perdite e contaminazioni.

Caratteristiche del fluido ideale

• Compatibilità chimica con fluidi di processo e materiali di tenuta
• Proprietà lubrificanti adeguate per la lubrificazione della faccia della tenuta
• Viscosità adeguata per prestazioni ottimali
• Elevato calore specifico e conduttività termica per un efficiente trasferimento di calore
• Bassa volatilità per ridurre al minimo l'evaporazione e le ricariche frequenti
• Minima solubilità del gas per prevenire la formazione di bolle
• Stabilità a lungo termine e resistenza al degrado
• Sicuro da usare, maneggiare, conservare
• Buone qualità di flusso a temperature molto basse
• Non infiammabile
• Non schiumogeno quando pressurizzato

Tipi di fluidi barriera e tampone

Acqua

L'acqua è una scelta comune come fluidi barriera e tampone in applicazioni con temperature e pressioni modeste. È facilmente disponibile, economico e ha eccellenti proprietà di trasferimento del calore. Tuttavia, l'acqua potrebbe non essere adatta per applicazioni con condizioni operative estreme o in cui la contaminazione rappresenta un problema.

Soluzioni di glicole

Le soluzioni di glicole, come il glicole etilenico e il glicole propilenico, sono ampiamente utilizzate come fluidi barriera e tampone. Offrono un ampio intervallo di temperature di esercizio, buone proprietà di lubrificazione e protezione dalla corrosione. Il glicole etilenico viene sostituito dal glicole propilenico a causa della sua minore tossicità e impatto ambientale.

Alcol

Gli alcoli, come il metanolo e l'etanolo, vengono utilizzati come fluidi barriera e tampone nei servizi a bassa temperatura. Hanno una bassa viscosità e buone proprietà di trasferimento del calore, che li rendono adatti per applicazioni con velocità dell'albero elevate e basse temperature.

Cherosene o carburante diesel

Il cherosene e i combustibili diesel vengono utilizzati come fluidi barriera e tampone in alcune applicazioni grazie alla loro disponibilità e al basso costo. Tuttavia, presentano limitazioni in termini di viscosità, proprietà di lubrificazione e compatibilità con alcuni materiali di tenuta.

Oli lubrificanti idraulici, convenzionali per ingranaggi e cuscinetti a base di petrolio

Gli oli a base di petrolio sono un'opzione popolare per i fluidi barriera e tampone grazie alla loro disponibilità, compatibilità con i materiali delle guarnizioni e buone proprietà di lubrificazione. Sono adatti per un'ampia gamma di temperature e pressioni, ma potrebbero non essere ideali per applicazioni con condizioni operative estreme.

Oli sintetici specificatamente formulati per uso barriera o tampone

Gli oli sintetici progettati specificamente per applicazioni con fluidi barriera e tampone offrono prestazioni superiori rispetto agli oli convenzionali. Hanno un intervallo di temperature operative più ampio, migliori proprietà di lubrificazione e resistenza al degrado. Gli oli sintetici sono la scelta preferita per applicazioni critiche e condizioni operative estreme.

Fluidi per il trasferimento di calore

I fluidi termovettori, come i fluidi termovettori sintetici e i fluidi termovettori di classe organica, vengono utilizzati come fluidi barriera e tampone in applicazioni con temperature elevate. Hanno eccellenti proprietà di trasferimento del calore, stabilità termica e compatibilità con i materiali di tenuta.

Intervallo di temperatura del tampone e del fluido barriera

Ecco la tabella aggiornata con la nuova colonna per l'intervallo di vita utile tipico di ciascun tampone e fluido barriera:

Tipo di fluido	Intervallo di temperatura (°C)	Viscosità a 40°C (cSt)	Peso specifico	Punto di infiammabilità (°C)	Durata utile (ore)
Acqua	da 0 a 100	1.0	1.0	Nessuno	Da 500 a 2.000
Soluzioni di glicole (50% in acqua)	da -40 a 120	da 5.0 a 10.0	1.05-1.10	Nessuno	Da 1.000 a 3.000
Alcol (metanolo)	-40-50	0.6	0.79	11	Da 500 a 1.500
Cherosene	da -20 a 150	da 1,0 a 3,0	0,78-0,82	38-66	Da 1.000 a 2.500
Carburante diesel	-7 a 150	Da 2,0 a 5,0	da 0,82 a 0,86	da 52 a 96	Da 1.000 a 2.500
Oli idraulici a base di petrolio	da -20 a 150	da 20 a 100	da 0,86 a 0,90	150-250	Da 2.000 a 4.000
Oli lubrificanti convenzionali per ingranaggi e cuscinetti	da -20 a 150	da 100 a 1000	0,88-0,92	200-300	Da 2.000 a 5.000
Oli sintetici (PAO, Esteri)	da -40 a 200	da 20 a 100	da 0,82 a 0,86	200-300	Da 4.000 a 8.000
Fluidi per il trasferimento di calore (sintetici)	da -50 a 400	da 10 a 50	0,80-0,90	da 200 a 350	Da 8.000 a 12.000
Fluidi per il trasferimento di calore (organici)	da -50 a 350	da 10 a 50	da 0,85 a 0,95	da 200 a 350	Da 4.000 a 8.000

Come mantenere i fluidi tampone e barriera

Per mantenere l'integrità del fluido, seguire gli intervalli di manutenzione consigliati dal produttore per i cambi di fluido. La frequenza dei cambi di fluido dipende da fattori quali la temperatura operativa, i livelli di contaminazione e il tipo specifico di fluido utilizzato. Ad esempio, le soluzioni di glicole possono richiedere cambi più frequenti rispetto agli oli sintetici specificatamente formulati per l'uso barriera o tampone.

Oltre ai cambi regolari del fluido, è importante mantenere la pulizia del fluido utilizzando sistemi di filtraggio e condizionamento adeguati. La contaminazione da parte di fluidi di processo, particolati o umidità può ridurre le prestazioni del tampone o del fluido barriera e portare a un guasto prematuro della tenuta. L'ispezione e la sostituzione regolari dei filtri, nonché l'utilizzo di sfiati essiccanti o coperte di azoto sui serbatoi, possono aiutare a mantenere la pulizia del fluido e prevenire la contaminazione.

Altre considerazioni sull'affidabilità

• Tubazioni appropriate: Le tubazioni devono essere compatibili con il fluido e progettate per resistere alle pressioni e alle temperature di esercizio.
• Dimensionamento appropriato: I sistemi sottodimensionati possono portare a una lubrificazione e un raffreddamento insufficienti, mentre i sistemi sovradimensionati possono provocare un'eccessiva generazione di calore e un degrado del fluido.
• Selezione del serbatoio: Il serbatoio per il tampone e il fluido barriera deve essere selezionato in base al tipo di fluido, ai requisiti del sistema e alle condizioni operative.
• Sistemi di allarme: Dovrebbero essere predisposti sistemi di allarme per avvisare gli operatori di condizioni anomale, come bassi livelli di fluido, alte temperature o pressione eccessiva.
• Ventilazione: Uno sfiato adeguato del sistema tampone e del fluido barriera è essenziale per prevenire l'accumulo di gas e mantenere stabile la pressione del fluido. Uno sfiato inadeguato può portare al guasto della tenuta e compromettere l'integrità del sistema.

Domande frequenti

Aumento massimo consentito della temperatura del tampone e del fluido barriera

Come regola generale, l'aumento della temperatura dovrebbe essere limitato a 10-15°C sopra la temperatura di ingresso per la maggior parte dei fluidi. Un aumento eccessivo della temperatura può portare al degrado del fluido e al guasto prematuro delle guarnizioni.

Intervallo consigliato tra i cambi di fluido in base alla temperatura

L'intervallo consigliato tra i cambi di fluido in base alla temperatura varia a seconda del tipo di fluido e dell'intervallo di temperatura di esercizio. Ad esempio, un fluido a base di olio minerale operante a 60°C può avere un intervallo di sostituzione consigliato di 6 mesi, mentre lo stesso fluido operante a 80°C può richiedere sostituzioni ogni 3 mesi. I fluidi sintetici possono mantenere le loro caratteristiche prestazionali per periodi più lunghi a temperature elevate, allungando gli intervalli di cambio.