Ottimizzazione dei sistemi di erogazione per prodotti ad alta viscosità nella costruzione navale

Il settore della cantieristica navale fa ricorso a un'ampia gamma di fluidi densi e complessi: adesivi per l'incollaggio degli scafi, sigillanti strutturali, gelcoat e composti anticorrosivi. Non sono intercambiabili. Ciascuno reagisce in modo diverso alla pressione, alle variazioni di temperatura e alle forze di taglio. Un sistema di erogazione che funziona bene con un materiale potrebbe rivelarsi del tutto inefficace con un altro.

Configurare correttamente il sistema sin dall'inizio consente di evitare incongruenze nel flusso di lavoro, fermi macchina imprevisti e costose rilavorazioni in produzione.

La maggior parte di questi fluidi è tissotropica: si fluidificano sotto l'azione di una forza di taglio e si addensano a riposo. Ciò significa che un materiale che scorre sotto la pressione della pompa può comportarsi in modo molto diverso se lasciato per tutta la notte in una tubazione o in una piastra di guida. La temperatura introduce un'ulteriore variabile: lo stesso sigillante può comportarsi in modo significativamente diverso a 10 °C (50 °F) rispetto a 25 °C (77 °F), e l'entità di tale variazione dipende dalla composizione chimica e dalla formulazione del fluido.

Ecco perché i sistemi di erogazione per fluidi ad alta viscosità devono essere dimensionati in base alla viscosità a riposo, e non solo alla viscosità operativa. Basarsi esclusivamente sulle condizioni operative è una delle cause più comuni di guasti all'avvio a freddo e di prestazioni incostanti negli impianti di produzione nel settore navale.

Queste sono le modalità di guasto più comuni nella gestione dei fluidi ad alta viscosità — e quali sono le cause.

Cavitazione e carenza di flusso in ingresso. Quando una pompa funziona a una velocità superiore a quella con cui il fluido riempie la camera di aspirazione, si verifica la cavitazione. Nel caso di materiali ad alta viscosità, questo fenomeno si verifica più facilmente a temperature più basse, causando una resa irregolare e un'usura interna accelerata.

Guasto della valvola di ritegno in presenza di fluidi densi. A partire da circa 50.000 cP, le valvole di ritegno a sfera e sede perdono affidabilità. Una chiusura incompleta della valvola provoca un riflusso e una perdita di pressione a metà ciclo, compromettendo direttamente l'uniformità del cordone nel punto di erogazione.

Caduta di pressione nelle tubazioni lunghe. La caduta di pressione aumenta sia con l'aumentare della viscosità che con l'aumentare della lunghezza della tubazione. Un impianto in grado di fornire una pressione adeguata all'uscita della pompa potrebbe arrivare alla pistola con una forza insufficiente per estrudere il materiale in modo uniforme.

Scarso svuotamento dei contenitori. I materiali ad alta viscosità non si autolivellano. Senza una piastra di spinta correttamente posizionata e una pressione del pistone adeguata, il materiale tende a scorrere lungo i bordi della piastra, causando sprechi e variazioni di pressione verso la parte terminale del contenitore.

La scelta della pompa più adatta per un'applicazione marina dipende da tre fattori: l'intervallo di viscosità, la portata richiesta e l'eventuale sensibilità al taglio del fluido. Le pompe a pistoni ARO coprono l'intera gamma richiesta nella costruzione navale grazie a tre diverse tecnologie, ciascuna adatta a un diverso intervallo di viscosità.

Oltre al tipo di pompa, anche la scelta del rapporto di pressione è altrettanto importante. Le applicazioni di verniciatura possono richiedere un rapporto di appena 5:1. L'erogazione di adesivi strutturali richiede spesso un rapporto di 50:1 o superiore per mantenere una pressione costante del cordone in uscita dalla pistola.

• Gamma completa di viscosità. Un'unica famiglia di pompe copre un intervallo che va dai rivestimenti leggeri fino a materiali con viscosità superiore a 1.000.000 cPs.
• Aste dello stantuffo e tubi del cilindro con rivestimento ceramico. Prolunga la durata dei componenti quando si maneggiano materiali abrasivi o contenenti particelle, come adesivi caricati e composti anticorrosivi.
• Corsa di 6 pollici (152 mm). Garantisce una maggiore resa per ciclo, riducendo la frequenza dei cicli e l'usura dei componenti a portate equivalenti.
• Rapporti di pressione da 5:1 a 65:1. Consente di adeguare con precisione la portata della pompa alle specifiche esigenze di pressione di ciascuna applicazione.
• Pacchetti completi pronti per l'installazione. Ogni componente — pompa, motore pneumatico, pistone, piastra di spinta, regolatore di pressione, valvola di erogazione, tubo flessibile e comandi — è pre-calibrato, assemblato e testato come un unico sistema.
• Soluzioni personalizzate disponibili all'indirizzo. Per esigenze che vanno oltre le configurazioni standard, l'ARO Solution Center di  a Mooresville, NC (USA) progetta, assembla e collauda sistemi di pompaggio personalizzati, realizzati su misura in base ai vostri processi e materiali specifici.