Quando si seleziona una membrana per una pompa a doppia membrana ad aria compressa (AODD), l'esperienza precedente è sempre una guida molto utile, ma le nuove applicazioni richiederanno spesso ricerca e consulenza esterna per determinare la membrana appropriata che soddisfi i requisiti e i parametri specifici dell'applicazione.

Nella scelta di una membrana, ci sono sette fattori principali da considerare:

1. Resistenza chimica – Compatibilità del materiale con il fluido pompato. Lo spettro dei fluidi pompati può variare dall'acqua ad acidi aggressivi e caustici. Ogni materiale per membrane è stato testato per misurarne la compatibilità con molte sostanze chimiche. L'operatore dovrebbe valutare il fluido pompato rispetto alle guide di compatibilità chimica pubblicate.

Sandpiper 30 Santoprene Diaphragm 286-098-354

2. Intervalli di temperatura – Capacità di rimanere flessibile a basse temperature e di non deteriorarsi a temperature elevate. La temperatura è un fattore molto critico e l'intervallo di lavoro disponibile nei materiali per membrane varia notevolmente. Il tipo di fluido può anche influenzare l'intervallo di temperatura di lavoro del materiale.

3. Resistenza all'abrasione – Capacità di resistere all'usura e all'attrito derivanti dal contatto con solidi e particelle nel fluido pompato. Sono disponibili membrane per gestire fluidi che vanno da chiari a fanghi pesanti fino al pompaggio di materiali secchi alla rinfusa.

4. Norme sanitarie – Requisiti che la membrana rispetti gli standard igienici o sanitari. Le applicazioni nell'industria alimentare e delle bevande devono utilizzare membrane conformi agli standard FDA (Food and Drug Administration) 21 CFR 177 degli Stati Uniti. Le membrane utilizzate nell'industria farmaceutica devono essere conformi agli standard USP (United States Pharmacopeia Convention) Classe VI.

5. Condizioni di ingresso (aspirazione a battente e aspirazione in sollevamento) – Capacità di pompare fluido da un luogo a un altro. Per diverse configurazioni e condizioni di pompaggio, alcuni materiali per membrane sono più efficienti e più durevoli di altri. La consulenza esterna di un esperto come unWildendistributore può aiutare a determinare il materiale ottimale per applicazioni specifiche.

6. Durata di flessione – Longevità prevista della membrana prima di richiedere la sostituzione. Raggiungere il massimo tempo medio tra le riparazioni (MTBR) è un obiettivo chiave nella scelta di una membrana. Tuttavia, alcuni materiali hanno intrinsecamente durate di flessione più brevi di altri anche in condizioni ideali.

Sandpiper 1F Neoprene Diaphragm 286-008-365

7. Costo – Costo totale di proprietà determinato da molteplici fattori come il prezzo iniziale, la durata di flessione nominale per l'applicazione e i costi di fermo macchina e manodopera per la sostituzione della membrana. A causa delle molte variabili coinvolte, la consulenza di un distributore esperto esterno può essere di grande aiuto nella selezione dell'opzione con le migliori prestazioni e il miglior rapporto costo-efficacia per applicazioni individuali.

Nel corso degli anni, sono stati testati numerosi materiali per l'uso nelle membrane delle pompe AODD. Questi materiali possono essere raggruppati in tre famiglie principali: gomma, TPE (elastomero termoplastico) e PTFE (politetrafluoroetilene o Teflon). Ogni famiglia e i materiali all'interno di ciascuna famiglia offrono proprietà e caratteristiche che li rendono adatti a diverse applicazioni.

Membrane in gomma

Le membrane in gomma sono stampate a compressione in gomma sintetica con una rete in tessuto di nylon posizionata all'interno della gomma per migliorare le caratteristiche di flessione della membrana. Di seguito sono riportati i materiali per membrane in gomma disponibili:

• Il neoprene è una membrana eccezionale per uso generale e a basso costo. Progettato per applicazioni chimiche non aggressive come fanghi a base acquosa, acqua di pozzo o acqua di mare, offre una buona durata di flessione e resistenza all'abrasione.

• Il Buna-N è utilizzato in applicazioni che coinvolgono fluidi a base di petrolio/olio come benzina con piombo, oli combustibili, cherosene, trementina e oli motore. Ampiamente utilizzato in tutta l'industria di lavorazione dei combustibili, il Buna-N è anche chiamato nitrile e offre una durata di flessione moderata e una moderata resistenza all'abrasione. Per applicazioni alimentari e delle bevande, sono disponibili versioni conformi agli standard FDA 21 CFR 177.

• L'EPDM è adatto a temperature estremamente fredde ed è un'alternativa economica quando si pompano acidi diluiti o caustici. Le membrane in EPDM sono utilizzate nei settori manifatturiero, alimentare, farmaceutico e delle vernici/rivestimenti. Il materiale mostra una buona durata di flessione e una moderata resistenza all'abrasione, ed è disponibile in versioni conformi agli standard FDA 21 CFR 177. L'EPDM è anche una buona scelta dove sono richiesti materiali a dissipazione statica.

• Il Viton è eccellente per temperature estremamente elevate e offre prestazioni eccezionali con fluidi aggressivi come idrocarburi aromatici/clorurati e acidi forti e aggressivi. Il Viton è spesso l'unico materiale per membrane adatto ad applicazioni in cui vengono utilizzate sostanze chimiche aggressive a causa del suo alto limite di temperatura e della sua resilienza chimica. Offre una durata di flessione moderata e una moderata resistenza all'abrasione.

Sandpiper S1F Diaphragm 286-015-604 286.015.604

Membrane in elastomero termoplastico (TPE)

Le membrane in TPE sono prodotte mediante stampaggio a iniezione. Grazie alla loro stabilità dimensionale e resistenza alla trazione, le membrane in TPE non necessitano di rinforzo in tessuto. Di seguito sono riportati i tipi disponibili di membrane in TPE:

• Il poliuretano è una membrana per uso generale per applicazioni chimiche non aggressive come acqua, acque reflue e acqua di mare. Offre un'eccellente durata di flessione, resistenza all'abrasione e durata a un prezzo economico.

• Il Wil-Flex offre un'alternativa a basso costo al PTFE con un costo paragonabile al neoprene. Realizzato in Santoprene, il Wil-Flex è utilizzato con fluidi acidi e caustici come idrossido di sodio, acido solforico o cloridrico. Mostrando durata di flessione, resistenza all'abrasione, intervallo di temperatura e durata, è ampiamente utilizzato nei settori dei processi chimici, alimentare, farmaceutico e delle acque reflue. Sono disponibili versioni di Wil-Flex conformi agli standard FDA 21 CFR 177 per applicazioni alimentari e delle bevande.

• Il Saniflex è adatto per applicazioni di lavorazione alimentare. Realizzato in Hytrel, mostra una buona durata di flessione e un'eccellente resistenza all'abrasione. L'Hytrel offre anche una tenuta o un'energizzazione della tenuta superiore grazie alle sue basse caratteristiche di compression set. Sono disponibili versioni Saniflex conformi agli standard FDA 21 CFR 177.

• Il Geolast mostra una maggiore resistenza all'olio e un basso rigonfiamento nell'olio, rendendolo ideale per applicazioni nell'industria petrolifera. Equivalente al nitrile (Buna-N), il Geolast offre una durata di flessione moderata e una buona resistenza all'abrasione su un ampio intervallo di temperature a un costo inferiore rispetto al Buna-N rinforzato con tessuto.

Membrane in politetrafluoroetilene (PTFE)

Poiché è uno dei composti chimicamente più inerti disponibili, il PTFE può essere utilizzato con una gamma estremamente ampia di fluidi. Conosciuto anche come Teflon, il PTFE è utilizzato con fluidi altamente aggressivi come idrocarburi aromatici o clorurati, acidi, caustici, chetoni e acetati. Le sue proprietà offrono un'ottima durata alla flessione e una moderata resistenza all'abrasione. Inoltre, il PTFE è conforme agli standard FDA 21 CFR 177 e USP Classe VI per applicazioni alimentari, bevande e farmaceutiche. Poiché il PTFE non è elastico, è necessario utilizzare una membrana di supporto di un materiale diverso per garantire flessibilità e memoria. Le opzioni di materiale per le membrane di supporto sono Neoprene, Saniflex e Buna-N ad alta temperatura.

Valutazione e confronto dei materiali per membrane

Utilizzando test approfonditi sui materiali e dati sul campo,Wilden, Grand Terrace, CA, USA, ha compilato una Guida alla selezione delle membrane che confronta e valuta la durata alla flessione, la resistenza all'abrasione, la resistenza chimica, i limiti di temperatura e il costo relativo di ciascun tipo di materiale. È importante notare che questa tabella dovrebbe essere utilizzata solo come linea guida e in combinazione con una ricerca aggiuntiva approfondita e consulenza di esperti per determinare l'idoneità dei materiali per membrane per applicazioni individuali, poiché un fattore può influenzarne un altro.

Quando si utilizza la tabella, cercare sempre di ottenere una valutazione 'A' o 'B' e mantenere la temperatura massima del fluido dell'applicazione il più vicino possibile al centro dei 'Limiti di temperatura operativa'. La selezione di materiali con valutazione 'C' non è generalmente raccomandata, ma può essere necessaria in rare eccezioni in cui i fluidi sono altamente specializzati o processati in condizioni estreme. Per alcune applicazioni, due materiali diversi possono essere adatti, con il costo come fattore decisivo finale.

Altri fattori da considerare nella scelta della membrana giusta includono la configurazione hardware della pompa, il tipo e la frequenza dei fluidi di pulizia, il funzionamento della pompa (intermittente o continuo) e la frequenza con cui le membrane vengono sostituite. In media, le membrane che devono essere sostituite più spesso di ogni tre mesi richiedono un'ulteriore valutazione per determinare la soluzione più adatta all'applicazione.