Guia Científico para Seleção de Bombas Químicas e Projeto de Tubulação

Em indústrias como petroquímica, química fina, farmacêutica e proteção ambiental, as bombas químicas servem como equipamento central de transferência de fluidos. A cientificidade da sua seleção e a racionalidade do projeto das tubulações estão diretamente relacionadas à segurança, estabilidade e custos operacionais de todo o conjunto de equipamentos. No entanto, muitas empresas muitas vezes ignoram detalhes em aplicações práticas, levando a falhas frequentes de equipamentos, consumo excessivo de energia e até mesmo acidentes de segurança. Da perspectiva de um pesquisador profissional, este artigo reconstrói sistematicamente a lógica central da seleção de bombas químicas e do projeto de tubulação, e fornece pontos-chave para a tomada de decisão.

I. Pedras angularesBomba QuímicaSeleção

O passo principal na seleção de bombas não é se apressar em verificar os manuais dos produtos, mas sim retornar ao processo em si e captar com precisão os dados nas cinco dimensões a seguir:

1. Equilíbrio dinâmico da vazão e altura manométrica: A seleção da bomba deve ser baseada na vazão máxima fornecida pelo processo, levando em consideração a vazão normal. Para o chefe, deve ser acrescentada uma margem de 5% a 10% ao valor calculado para fazer frente a situações práticas como envelhecimento de dutos e bloqueios locais. É crucial não selecionar bombas apenas com base em “condições normais de funcionamento”, pois isso não resultará em margem de ajuste para o sistema.
2. Propriedades do meio: Fatores decisivos para a seleção do material: O nome, concentração, temperatura, densidade, viscosidade, conteúdo de partículas sólidas e corrosividade do meio são detalhes críticos. Em particular, a corrosividade química determina diretamente o material da bomba e a forma de vedação.
3. Sistema de tubulação: chave oculta para custo e eficiência: Um desenho completo do layout da tubulação deve ser obtido, incluindo altura de entrega de líquido, distância, direção, especificações da tubulação, comprimento, material e número de acessórios de tubulação. Esses dados são a base para calcular a altura manométrica do sistema e verificar a altura manométrica líquida de sucção positiva necessária (NPSHr) e são essenciais para evitar a cavitação.
4. Consideração Abrangente das Condições Operacionais: A operação é contínua ou intermitente? Quais são a temperatura e a pressão ambiente? Qual é a altitude? A bomba é fixa ou móvel? Estas condições afetam a seleção da configuração da bomba, do nível de proteção do motor e do esquema de refrigeração.
5. Prioridade de segurança e proteção ambiental: Para meios tóxicos, nocivos, inflamáveis, explosivos ou caros, o vazamento é absolutamente inaceitável. Isto orienta diretamente a seleção de bombas sem vazamentos.

II. Correspondência de materiais para meios corrosivos

• Ácido Sulfúrico: O aço carbono apresenta bom desempenho em temperaturas abaixo de 80°C e concentrações >80%, mas não é adequado para fluxo de alta velocidade; Recomenda-se bombas de ferro fundido com alto teor de silício, liga 20 ou revestidas com flúor.
• Ácido Clorídrico: Quase nenhum metal pode suportá-lo; bombas magnéticas de polipropileno ou bombas perfluoroplásticas são preferidas.
• Ácido Nítrico: O aço inoxidável 304 é a escolha convencional; o titânio é recomendado para condições de trabalho em altas temperaturas.
• Ácido acético: o aço inoxidável 316 é adequado para ácido acético diluído em alta temperatura; para altas concentrações ou meios contendo impurezas, devem ser considerados fluoroplásticos ou aços de alta liga.
• Soluções Alcalinas (NaOH): O aço carbono comum é econômico e prático; titânio ou aço inoxidável de alta liga podem ser selecionados para condições de alta temperatura e alta concentração.
• Água com Amônia: Cobre e ligas de cobre são proibidos; outros materiais são geralmente aplicáveis.
• Água do mar/salmoura: o aço inoxidável 316 tem melhor resistência à corrosão por pites; o aço carbono deve ser combinado com revestimentos anticorrosivos.
• Álcoois, Cetonas, Ésteres, Éteres: Basicamente não corrosivos, mas deve-se prestar atenção ao efeito de expansão das cetonas/ésteres nas vedações de borracha – devem ser usadas vedações de borracha fluorada ou PTFE.

III. Projeto de sistema de dutos

Quatro princípios de projeto de tubulação:

1. Seleção economicamente racional do diâmetro do tubo

• Diâmetro do tubo muito pequeno → alta velocidade de fluxo → alta resistência → aumento da demanda de carga → aumento de potência → custos operacionais mais elevados
• Diâmetro do tubo muito grande → alto investimento inicial → mais espaço físico

Recomenda-se equilibrar tecnologia e economia através de cálculos hidráulicos.

2.Minimize cotovelos e acessórios

O raio dos cotovelos deve ser de 3 a 5 vezes o diâmetro do tubo e o ângulo deve ser ≥90°, tanto quanto possível, para evitar correntes parasitas e perda de pressão causadas por curvas fechadas.

3. Válvulas e válvulas de retenção devem ser instaladas no lado de descarga

• Válvulas de controle são utilizadas para ajuste de pontos operacionais;
• As válvulas de retenção evitam a reversão da bomba ou o impacto do golpe de aríete causado pelo refluxo quando a bomba é desligada.

4.Verifique a cabeça de sucção positiva líquida (NPSH)

Combine a altura de sucção do líquido, a posição do nível do líquido, o comprimento da tubulação e os acessórios para garantir que a altura manométrica de sucção positiva líquida disponível seja maior do que a altura manométrica de sucção positiva líquida necessária da bomba.

Estratégias de resfriamento para ambientes de alta temperatura

• <120 ℃: A maioria das bombas químicas pode atingir autolubrificação e resfriamento.
• 120 ~ 300 ℃: Uma cavidade de resfriamento deve ser instalada na tampa da bomba, equipada com selo mecânico duplo, e a pressão do líquido de resfriamento deve ser ligeiramente superior à pressão média.
• 300 ℃: Adote uma estrutura de suporte central + selo mecânico de fole metálico.

Conclusão

Se você está procurando suporte profissional para seleção de bombas químicas ou projeto de tubulação sob condições de trabalho complexas, a Teffiko pode fornecer serviços completos, desde consultoria e seleção até soluções personalizadas. Somos especializados em equipamentos de transferência de fluidos para ambientes agressivos, como alta corrosão, alta temperatura e alta pureza. Nossa linha de produtos inclui bombas centrífugas revestidas com flúor, bombas magnéticas, bombas enlatadas e bombas de processo de alta temperatura, que são amplamente utilizadas nos campos petroquímico, farmacêutico, de novas energias e de proteção ambiental.

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