Optymalizacja systemów dozowania materiałów o wysokiej lepkości w przemyśle stoczniowym

Przemysł stoczniowy wykorzystuje szeroką gamę gęstych, wymagających płynów — kleje do łączenia kadłubów, uszczelniacze konstrukcyjne, żelkoty oraz środki antykorozyjne. Nie są one zamienne. Każdy z nich zachowuje się inaczej pod wpływem ciśnienia, zmian temperatury i siły ścinającej. System dozowania, który sprawdza się w przypadku jednego materiału, może całkowicie zawieść w przypadku innego.

Właściwe skonfigurowanie systemu od samego początku pozwala uniknąć niejednolitości w przepływie, nieplanowanych przestojów oraz kosztownych poprawek na hali produkcyjnej.

Większość tych płynów ma właściwości tiksotropowe — rozrzedzają się pod wpływem ścinania, a w stanie spoczynku gęstnieją. Oznacza to, że materiał, który płynie pod ciśnieniem pompy, może zachowywać się zupełnie inaczej, gdy pozostaje przez noc w przewodzie lub na płycie dociskowej. Temperatura stanowi dodatkową zmienną: ten sam środek uszczelniający może zachowywać się zupełnie inaczej w temperaturze 10°C (50°F) niż w temperaturze 25°C (77°F), a skala tych zmian zależy od składu chemicznego i receptury płynu.

Dlatego też systemy dozujące płyny o dużej lepkości muszą być dobierane pod kątem lepkości w stanie spoczynku, a nie tylko lepkości roboczej. Dopasowanie wyłącznie do warunków pracy jest jedną z najczęstszych przyczyn awarii podczas rozruchu na zimno oraz niestabilnej wydajności w morskich środowiskach produkcyjnych.

Oto najczęstsze przyczyny awarii związane z transportem płynów o dużej lepkości — oraz ich źródła.

Kawitacja i niedostateczny dopływ powietrza. Gdy pompa pracuje szybciej niż płyn zdąży wypełnić komorę wlotową, dochodzi do kawitacji. W przypadku materiałów o dużej lepkości zjawisko to występuje częściej w niższych temperaturach, co powoduje nieregularną wydajność i przyspiesza zużycie wewnętrzne.

Awaria zaworu zwrotnego przy przepływie gęstych płynów. Przy prędkości ciśnieniowej powyżej około 50 000 cP zawory zwrotne kulowo-gniazdowe przestają działać niezawodnie. Niekompletne zamknięcie zaworu powoduje cofanie się cieczy i spadek ciśnienia w trakcie cyklu, co ma bezpośredni wpływ na konsystencję kleju w miejscu dozowania.

Spadek ciśnienia w długich przewodach cieczy. Spadek ciśnienia rośnie wraz ze wzrostem lepkości i długości przewodu. System zapewniający odpowiednie ciśnienie na wylocie pompy może dostarczać materiał do pistoletu z niewystarczającą siłą, co uniemożliwia jego równomierne wytłaczanie.

Niewłaściwe opróżnianie pojemników. Materiały o dużej lepkości nie wyrównują się same. Bez odpowiednio dopasowanej płyty dociskowej i odpowiedniego ciśnienia tłoka materiał omija płytę, co powoduje straty i wahania ciśnienia w końcowej części pojemnika.

Wybór odpowiedniej pompy do zastosowań morskich zależy od trzech czynników: zakresu lepkości, wymaganego natężenia przepływu oraz tego, czy płyn jest wrażliwy na ścinanie. Pompy tłokowe ARO obejmują pełną gamę rozwiązań stosowanych w przemyśle stoczniowym, opartych na trzech technologiach — z których każda jest dostosowana do innego zakresu lepkości.

Oprócz typu pompy równie ważny jest dobór stopnia ciśnieniowego. W przypadku nakładania powłok stosunek ten może wynosić zaledwie 5:1. Natomiast podczas dozowania kleju konstrukcyjnego często konieczne jest stosowanie stosunku 50:1 lub wyższego, aby zapewnić stały ciśnienie strumienia kleju na pistoletu.

• Pełny zakres lepkości. Jedna rodzina pomp obejmuje zarówno lekkie powłoki, jak i materiały o lepkości przekraczającej 1 000 000 cPs.
• Tłoczyska i rury cylindrowe z powłoką ceramiczną. Wydłuż żywotność urządzenia podczas pracy z materiałami ściernymi lub zawierającymi cząstki stałe, takimi jak kleje z dodatkiem wypełniaczy i środki antykorozyjne.
• o skoku 6 cali (152 mm). Zapewnia większą wydajność na cykl, co przy takich samych natężeniach przepływu pozwala zmniejszyć częstotliwość cykli i zużycie elementów.
• Współczynniki ciśnienia od 5:1 do 65:1. Umożliwia precyzyjne dostosowanie wydajności pompy do konkretnych wymagań ciśnieniowych danego zastosowania.
• Gotowe do montażu kompletne zestawy. Każdy element — pompa, silnik pneumatyczny, tłok, płyta dociskowa, regulator ciśnienia, zawór dozujący, wąż i elementy sterujące — jest wstępnie dopasowany, zmontowany i przetestowany jako jeden system.
• Oferujemy rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb –. W przypadku wymagań wykraczających poza standardowe konfiguracje, Centrum Rozwiązań ARO firmy  w Mooresville w stanie Karolina Północna (USA) zajmuje się projektowaniem, montażem i testowaniem niestandardowych systemów pompowych dostosowanych do konkretnych procesów i materiałów.