Guía para la selección de materiales de bombas químicas

Durante el funcionamiento prolongado de las bombas químicas, las piezas en contacto con el fluido —como la carcasa, el impulsor y las juntas— entran en contacto directo con el medio transportado. Estos son materiales típicos de las piezas en contacto con el fluido de las bombas, y su selección determina directamente la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste, la estabilidad operativa y la vida útil de la bomba. Una selección inadecuada suele provocar perforaciones por corrosión, desgaste anormal, mantenimiento frecuente o incluso paradas imprevistas.

Basándonos en nuestra amplia experiencia práctica con bombas químicas y bombas para lodos, esta guía clasifica los materiales habituales de las piezas en contacto con el líquido, tales como UHMW-PE, fluoroplásticos FEP y PFA, teniendo en cuenta las características del fluido, el contenido de sólidos, la temperatura de funcionamiento y otros factores, lo que ofrece una referencia para la selección del material de la bomba en bomba química y aplicaciones de materiales para bombas de lodos.

Por qué la selección de materiales para bombas químicas debe centrarse en las piezas en contacto con el fluido

En la industria química, los productos transportados suelen presentar una o varias de las siguientes características:

• Ácidos fuertes, álcalis fuertes o sustancias altamente corrosivas
• Que contiene partículas sólidas, fibras o impurezas
• Altas temperaturas o variaciones significativas de temperatura
• Requisitos de alta pureza para el medio

Si el material de las partes en contacto con el fluido no se adapta a las condiciones de funcionamiento, ni siquiera un caudal y una altura de elevación correctamente seleccionados pueden garantizar un funcionamiento estable a largo plazo. Por lo tanto, la elección del material es tan importante como los parámetros hidráulicos y constituye un aspecto clave a la hora de seleccionar el material de una bomba resistente a la corrosión.

Resumen de los materiales de las piezas en contacto con el fluido de las bombas comunes

En el sector de las bombas químicas, entre los materiales no metálicos más utilizados para las piezas en contacto con el fluido se incluyen:

• Polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE)
• Etileno-propileno fluorado (FEP)
• Politetrafluoroetileno (PFA) procesable por fusión

Los distintos materiales presentan diferencias significativas en cuanto a resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, tolerancia a la temperatura y adaptabilidad a las partículas sólidas. La selección del material debe ajustarse a las condiciones específicas del medio.

Polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE)

El UHMW-PE es un plástico técnico líder en el mercado, conocido por su extraordinaria resistencia al desgaste. Su resistencia al desgaste es aproximadamente cuatro veces mayor que la del PA66 o el PTFE, y entre 7 y 10 veces mayor que la del acero al carbono y el acero inoxidable. Su resistencia al impacto es aproximadamente cinco veces mayor que la del ABS, y mantiene un rendimiento estable a temperaturas de hasta –196 °C.

En cuanto a la resistencia a la corrosión, el UHMW-PE puede soportar diversos ácidos, álcalis, sales y disolventes orgánicos dentro de determinados rangos de temperatura y concentración. A 20 °C y 90 °C, tras una inmersión de 30 días en 80 tipos de disolventes orgánicos, su aspecto y sus propiedades físicas permanecen prácticamente inalterados.

Referencia de selección:

• Bajo contenido de partículas sólidas (<30–40%)
• Medios que contienen arena, partículas minerales u otras partículas que provocan un desgaste elevado
• Condiciones en las que se combinan la corrosión y la abrasión

En estas condiciones, el UHMW-PE suele ser la mejor opción como material para bombas de lodos.

Fluoroplásticos FEP

El FEP presenta una excelente estabilidad química y es capaz de resistir medios altamente corrosivos, como el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, el ácido nítrico, el ácido fluorhídrico, el hidróxido de sodio y otros productos químicos fuertes. También es resistente a disolventes orgánicos como el metanol, el etanol y las cetonas.

Su resistencia al desgaste es menor que la del UHMW-PE, pero en condiciones adecuadas sigue ofreciendo una vida útil razonable. En general, la dureza del material es inferior a la del UHMW-PE.

Cuando se utiliza una estructura de impulsor semiabierto, el FEP ofrece una mejor capacidad de flujo y es adecuado para:

• Medios corrosivos que contienen sólidos ligeros o impurezas
• Contenido en sólidos que no supere aproximadamente el 35%
• Pasta de papel, fibra o medios de partículas ligeras

Esta configuración se utiliza habitualmente para residuos líquidos químicos y medios corrosivos con un contenido moderado de sólidos, ya que ofrece un equilibrio entre la resistencia a la corrosión y el rendimiento de flujo como solución de materiales para bombas químicas.

PTFE (PFA) procesable por fusión

El PFA combina la excelente resistencia a la corrosión del PTFE con una mayor moldeabilidad, lo que lo hace adecuado para entornos químicos más exigentes. Presenta una buena resistencia química frente a casi todos los productos químicos y mantiene un rendimiento estable a altas temperaturas.

En aplicaciones de ingeniería, las piezas en contacto con PFA suelen funcionar de manera estable a temperaturas de entre 120 y 150 °C, lo que las hace adecuadas para líquidos corrosivos a altas temperaturas y condiciones que requieren una gran estabilidad operativa.

Referencia de selección:

• Temperatura media ≥120 °C
• Líquidos corrosivos a alta temperatura
• Altos requisitos en cuanto a la pureza de los medios y la estabilidad de los materiales

En estas condiciones, el PFA se utiliza a menudo como material de alta gama resistente a la corrosión para bombas.

Aspectos clave para la selección del material de las bombas

En aplicaciones de bombas químicas y de lodos, la selección del material de las piezas en contacto con el fluido puede simplificarse de la siguiente manera:

• Alto desgaste, alto contenido en sólidos (>30%) → UHMW-PE (material para bombas de lodos)
• Medios corrosivos + bajo contenido de sólidos → FEP (impulsor semiabierto)
• Medios corrosivos a alta temperatura (≥120 °C) → PFA (material de la bomba resistente a la corrosión)
• Medios puros y muy corrosivos → FEP (impulsor cerrado)

Aspectos fundamentales a tener en cuenta en la selección de materiales para bombas

En proyectos específicos, la selección del material de las piezas en contacto con el fluido debe confirmarse basándose en parámetros reales, entre los que se incluyen:

• Nombre y composición del medio
• Rango de temperatura de funcionamiento
• Contenido de sólidos y características de las partículas
• Presencia de fibras, cristalización o impurezas
• Funcionamiento continuo o intermitente

Una vez aclarados estos factores, se puede determinar cuál es el material más adecuado para las piezas en contacto con el fluido de la bomba.

¿No estás seguro de qué material elegir? Acércate a las condiciones reales

Los distintos fluidos, temperaturas, contenidos sólidos y modos de funcionamiento tienen un impacto significativo en los requisitos de los materiales de las piezas en contacto con el fluido de las bombas. Incluso entre las bombas resistentes a la corrosión, los distintos criterios de selección de materiales ofrecen resultados muy diferentes en cuanto a vida útil, costos de mantenimiento y estabilidad operativa.

Si te enfrentas a preguntas como:

• Materiales que combinan propiedades corrosivas y abrasivas
• Contenido de sólidos, forma de las partículas o contenido de fibra indeterminados
• ¿Qué material elegir, PFA o FEP, en condiciones de alta temperatura?
• Desgaste frecuente, fugas o vida útil reducida de las bombas existentes

Le invitamos a que nos facilite el tipo de fluido, el rango de temperatura, el contenido de sólidos y las condiciones de funcionamiento. Basándonos en nuestra experiencia práctica en ingeniería, podemos ayudarle a determinar cuál es el material más adecuado para su bomba química o para su bomba de lodos, lo que reducirá los riesgos de selección y mejorará la estabilidad y fiabilidad del funcionamiento a largo plazo.

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