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CRIOGENIA
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Desarrollos tecnológicos en Criogenia.
Las señales de interés radioastronómico son muy débiles y los receptores han de ser
diseñados para poder detectarlas.
Esta consideración implica necesariamente un diseño de receptores empleando una
tecnología basada en sistemas criogénicos.
Esto es, sistemas capaces de enfriar el receptor hasta temperaturas del orden de
doscientos cincuenta grados bajo cero.
Las temperaturas criogénicas se consiguen en los criostatos.
Estos constan de dos partes: el dewar y el refrigerador criogénico. Los componentes del
sistema a enfriar se introducen en un recipiente en el que se hace el vacío, el dewar, con
lo que se anula totalmente la convección, se reduce la conducción a niveles muy bajos y
además elimina la condensación de gases sobre las superficies frías de los componentes
electrónicos delicados.
Existen diferentes tipos de criostatos, siendo el refrigerador criogénico el que establece
la diferencia.
Cuando se emplean ciclos térmicos por bombeo de gases, Helio, se llaman criostatos de
ciclo cerrado. Mientras que cuando se emplean fluidos criogénicos del tipo He líquido o
Nitrógeno líquido se les denomina de ciclo abierto.
Cuando se usan ambos métodos simultáneamente se habla de criostatos híbridos.
Los criostatos de ciclo cerrado se diseñan por lo general para trabajar a temperaturas de
20K, aunque bajo diseños especiales pueden conseguirse 4K. Los criostatos de ciclo
abierto emplean nitrógeno líquido, 77K, que puede ser la etapa fría o la etapa intermedia
de un criostato donde la etapa fría se consigue con He líquido, 4K.
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Los criostatos híbridos emplean una etapa intermedia realizada con tecnología de
criostato de ciclo cerrado y una etapa fría de He líquido.
En cualquiera de los tres casos puede existir aún una etapa ultra fría, para la cual se
emplea He-3 y se consiguen temperaturas de 0.5K.
Refrigerador criogénico
El más utilizado es la cabeza refrigeradora, “cold-Head”.
Consiste en dos etapas refrigeradoras en cascada que emplean el ciclo de McMahon.
Este es un proceso análogo al que emplean los frigoríficos comunes.
Un fluido a una temperatura inicial es comprimido, el calor de compresión se extrae
mediante intercambiadores de calor refrigerados por aire, y el fluido es expandido para
producir frío por debajo de la temperatura inicial.
En los criostatos usados habitualmente en radioastronomía, el fluido es Helio, que se
mantiene fluido a la temperatura de interés, entre 10 y 20K.
Todos los sistemas criogénicos de este tipo necesitan un compresor refrigerado por aire
o agua y lubricado con aceite.
Este suministra Helio gas de una pureza del 99.999% a temperatura ambiente con una
presión de 17 atmósferas. En la “cold head” se realizan los ciclos de compresión y
expansión mientras que en el compresor se encuentran los intercambiadores de calor.
La capacidad refrigeradora de una “cold-Head” se especifica en watios mediante curvas
que relacionan la potencia de refrigeración en las dos etapas, fría e intermedia. Un
refrigerador típico genera 4 watios a 50K y 1.5 watios a 20K.
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ACEROS CRIOGENICOS
La demanda de gas como fuente limpia de energía ha crecido bruscamente en los
últimos años y se prevé que continúe haciéndolo en el futuro, sobre todo en aquellas
regiones del mundo con crecimiento económico pero con déficit energético.
Las distancias para transportar el gas desde la fuente hasta el mercado demandan
fuertes inversiones en instalaciones, almacenamiento y transporte.
En respuesta a esta creciente demanda se ha desarrollado una amplia gama de aceros
aleados con Ni que cubren los requerimientos de la industria gasífera.
Estos aceros mejoran la relación costo-beneficio respecto al uso de aceros austeníticos
del tipo 18-8 (304 H o L), generalmente especificados en proyectos con ingeniería de
origen americano.
Los porcentajes de Ni en las aleaciones varían desde 0.50% para Gas Licuado de
Petroleo (LPG) hasta 9% para Gas Natural Licuado (LNG), e incluso llegan a 36% para
aplicaciones en tuberías de LNG.
El almacenamiento y transporte de gases criogénicos demanda altos niveles de
seguridad y este aspecto se ha considerado plenamente en el diseño de estos aceros.
La utilización de hornos eléctricos de arco, metalurgias de cuchara y desgasificación al
vacío son indispensables en la fabricación de estas aleaciones para asegurar el mejor
equilibrio entre resistencia, tenacidad, soldabilidad y, en especial, resistencia a la
fisuración en condiciones extremas.
Las normas que los identifican, según sus porcentajes de Ni y campo de aplicación, se
ven en el siguiente cuadro:
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REQUERIMIENTOS
Estos aceros, generalmente sometidos a condiciones extremas, además de cumplir con
la norma que los clasifica deben reunir las siguientes características:
LIMPIEZA:
Nivel inclusionario extremadamente bajo
COMPACTACIÓN:
Garantizar la solidez estructural
PLASTICIDAD:
Facilitar la conformación en frío y en caliente
RESISTENCIA AL IMPACTO :
El bajo nivel de fósforo y de azufre eleva esta propiedad (test charpy)
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MICROESTRUCTURA ADECUADA:
un contenido de carbono bajo y controlado genera una micro-estructura que permite
cumplir con altos estándares de calidad (especificaciones y ensayos)
ENSAYOS:
CTOD (Crack Tip Opening Displacement): este ensayo simula y evalúa el tamaño y
avance de las posibles fisuras.NDT (Non Destructive Testing): controles sobre
producto final, como ultrasonido, partículas magnéticas, tintas penetrantes, etcétera.
PÉRDIDA DE PESO: este ensayo simula la reducción de espesores del recipiente en
determinadas condiciones de uso.
CODIGOS DE DISEÑO:
para el diseño de tanques interiores de gran capacidad se aplican generalmente los
códigos API 620; BS 7777 y también el código europeo EN 265002, actualizado para
dimensiones más utilizables, complementado con PD7777, que incluye el aumento del
espesor de las chapas hasta 50 mm y pruebas hidrostáticas con un margen de
125% sobre la carga máxima del equipo.
SOLDABILIDAD:
los procesos de fabricación del acero deben garantizar bajos valores
de magnetismo residual (máximo 50 gauss) para evitar problemas durante la
soldadura.
Describiremos las características de los aceros con 9% de níquel por ser los más
utilizados a muy bajas temperaturas.
PROPIEDADES DE IMPACTO
Un conjunto de tres muestras transversales para probetas de ensayo Charpy V-Notch se
debe extraer de un extremo de cada chapa templada y revenida.
Más muestras pueden ser extraídas de acuerdo con los requisitos.
Las propiedades de impacto se indican en la tabla III, donde se relaciona el espesor de
la chapa con el tamaño de la probeta.
DEFECTOS INTERNOS
Se debe cumplir con los criterios de aceptación de la norma EN 10 160, clase S1E2.
ESTADO DE SUPERFICIE
Se debe cumplir con los criterios de aceptación de la norma EN 10163, clase B,
subclase 2.
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CONFORMACIÓN EN FRÍO
Si la deformación en frío no excede del 5% no es necesario tratamiento térmico
posterior.
Si la deformación en frío es superior al 5% pero menor del 10% un tratamiento térmico
de alivio de tensiones puede ser aplicado de
acuerdo con la recomendación siguiente.
Si la deformación en frío fuera superior al 10%, las propiedades mecánicas deberán
regenerarse por un tratamiento de temple y revenido.
CONFORMACIÓN EN CALIENTE
Para la operación de conformado en caliente no deben superarse temperaturas
mayores a 1.150 ° C.
Después del conformado en caliente, las propiedades mecánicas deben ser regeneradas
por un tratamiento de temple y revenido.
SOLDABILIDAD
Se puede soldar con todos los procesos de soldadura habituales, tales como GMAW,
GTAW, SMAW y SAW.
El precalentamiento no es necesario, a menos que la construcción esté fuertemente
restringida por las especificaciones.
La interfase de temperatura se limitará como máximo a 150° C.
Gracias a su muy bajo % de carbono la zona afectada por el calor es muy reducida y las
posibilidades de encontrar estructuras martensíticas son muy escasas, por lo que la
dureza de la zona es la adecuada para evitar la fragilidad y la posibilidad de fisuras.
A menos que la construcción esté fuertemente restringida por especificaciones
especiales, no es necesario aplicar Tratamiento Post Soldadura (PWHT).
Si por alguna razón el PWHT tiene que llevarse a cabo, los parámetros que deben
aplicarse son similares a los del alivio de tensiones que se indicó anteriormente.
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APLICACIONES
En espesores de 5 a 6 mm con tolerancias positivas se utiliza en chapas inferiores de
depósitos de GNL y otros líquidos criogénicos.
La tendencia actual a aumentar la capacidad de los tanques de almacenamiento de GNL
hasta 200.000 m³ hace necesario espesores de hasta 55 mm (23/16″) para los primeros
anillos de las virolas.
En las tuberías de GNL, recipientes a presión y esferas de almacenamiento, así como
tanques de almacenamiento de GNL en buques de transporte donde la limitación de
peso es importante, la aplicación de aceros criogénicos de 9% de níquel brinda una
solución con amplios márgenes de seguridad debido a sus excelentes propiedades
mecánicas y su resistencia a la fisuración.
Bomba criogenica
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En este tipo de aceros es líder mundial la empresa siderúrgica de productos especiales
Industeel (grupo Arcelor Mittal), que produce y comercializa toda la gama de aceros
criogénicos bajo la marca CryElso ®.
A través de años de experiencia y desarrollo han aumentado las cualidades de estos
aceros, cumpliendo holgadamente con las especificaciones mas exigentes. Y a esto
suma:
La oferta más completa de chapas adaptadas a las necesidades del cliente.
Una gran gama de dimensiones y formatos, incluyendo chapas a medida en los
múltiplos necesarios para reducir mermas y cordones de soldadura.
Según los grados los espesores van desde 5 mm a 2.000 mm, los largos hasta 16.000
mm (dependiendo del espesor) y los anchos hasta 4.000 mm (dependiendo del espesor).
Tolerancias muy estrictas, superiores a los estándares internacionales para el espesor,
ancho, largo y planitud, lo que facilita las operaciones de corte, biselado, alineación,
conformado y soldadura automática.
Pre-fabricación: se pueden suministrar piezas fabricadas listas para trasladar al sitio en
construcción con cortes de acuerdo a plano, biseles, cilindrados de virolas, refuerzos,
etc.
Filtro criogenico
Soporte técnico: el centro de investigación de Industeel (CRMC) y el departamento de Marketing pueden proveer la asistencia técnica que se requiera para ayudar al cliente con la selección de material
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Criostatos
Los criostatos constan pues de un refrigerador, con una entrada y una salida de Helio
gas.
Este refrigerador está conectado mecánicamente al dewar que consta de tres etapas. a
primera etapa es el recipiente o “dewar” generalmente construido en acero o
duraluminio.
La segunda etapa es la intermedia o “radiation shield” y se encarga de reducir la carga
por radiación hacia la tercera etapa conocida como la etapa fría.
La etapa intermedia no es más que una cubierta para esta última.
Los criostatos usados en los receptores son diseñados y fabricados en el Centro
Astronomico de Yebes.
Entre los desarrollos tecnológicos que se incorporan al diseño del criostato, destacan
aquellos que persiguen aumentar la fiabilidad y el periodo entre mantenimientos.
Por ejemplo, el aumento del periodo térmico del criostato del receptor S/X. (ver Informe
Técnico del CAY 8-2002), ha aumentado la disponibilidad del receptor para las
observaciones de VLBI geodésico
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DESBARBADO
Equipos de desbarbado, Mini-Trim y Cryo-
Trim
La tecnología en equipos de desbarbado de
Carburos Metálicos permite la eliminación del
exceso de "rebabas", que acompaña a muchas
piezas de goma y plástico, procedentes de
máquinas de extrusión (o moldeado).
El Mini-Trim es un equipo ideal para el
desbarbado de producciones pequeñas y
medias de diferentes tipos de piezas. Mediante
el proceso criogénico que utiliza Nitrógeno
Líquido se consigue la fragilización del exceso
de rebaba que será entonces eliminada
mecánicamente.
La eliminación de la rebaba es muy efectiva,
dando como resultado final unas piezas con un
perfecto acabado.
Funcionamiento
La temperatura de la "goma" se reduce por
debajo de su punto de fragilización
(temperatura a la cual la "goma" se comporta
como cristal). Pequeñas partículas plásticas se
proyectan a alta velocidad contra las piezas a
tratar, siendo el resultado la rotura y separación
de la rebaba, quedando las piezas
completamente limpias. Este sistema permite
sustituir al desbarbado manual, que es largo y
laborioso, especialmente para piezas pequeñas.
Este proceso normalmente tarda alrededor de
6-7 minutos en completarse. El proceso es
totalmente automático y puede integrarse en el
sistema de control de la planta.
Ventajas:
Solución completa
Experiencia para asistirle en la optimización del proceso
99 recetas en el programa para facilitar las operaciones
Costes bajos y mínima ocupación de espacio
SISTEMA DE REFRIGERACION DE REACCIONES CON NITROGENO LIQUIDO
La refrigeración con Nitrógeno Líquido es el sistema más eficiente para el enfriamiento rápido de
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reacciones a temperaturas de hasta -40ºC, con un total control de la misma.
Los sistemas diseñados por Carburos Metálicos proporcionan una solución económica para
procesos de refrigeración directos, semi-directos o indirectos.
La gran capacidad frigorífica del Nitrógeno Líquido unida a la uniformidad de intercambio
térmico de nuestros equipos asegura un perfecto control de la temperatura dentro del reactor.
Para sistemas de enfriamiento semi-directos e indirectos, el Nitrógeno Gas podría ser utilizado de
nuevo en otros procesos de la planta, mejorando de esta forma los costes del proceso.
Ventajas de los sistemas de Refrigeración de Reacciones de Carburos Metálicos
Flexibilidad Independientemente de la reacción o de su nivel exotérmico, la temperatura de la misma
se controla totalmente regulando el flujo de Nitrógeno Líquido.
Costes Los costes de la instalación son muy inferiores a los de los sistemas mecánicos.
Mantenimiento mínimo
Al tener muy pocas partes móviles y un control simple de temperatura, el sistema de
Carburos Metálicos/Air Products es muy fiable y fácil de mantener
Regulador criogenico
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SUMINISTRO CRIOGENICO DE OXIGENO Y PLANTAS PSA
El suministro del oxígeno para clínicas,
hospitales y entidades de salud, es un aspecto
crítico por su importancia, urgencia, impacto en
los costos y sobre todo, por el bienestar de los
pacientes.
A primera vista, una planta PSA (Pressure Swing
Absortion, que utiliza el método de producción
de oxígeno por filtración) parece una alternativa
bastante atractiva, un costo aparentemente bajo,
un control sobre el proceso y una disponibilidad
del oxígeno permanente, en síntesis, contar con
un producto de buena calidad, a un precio bajo y
con una disponibilidad de producto total y
controlada por la IPS.
Sin embargo, la realidad es otra.
Hay gran cantidad de aspectos que no son tratados en la negociación de una PSA y enormes los
riesgos y costos ocultos que implica.
Veamos:
Calidad del producto
La pureza del oxígeno medida en términos de porcentaje, refleja la calidad del oxígeno en
relación con la presencia de otras sustancias, gases, contaminantes, etc., que se puedan presentar.
No es la pureza lo que mata sino las impurezas.....
El INVIMA fija los requerimientos de pureza conforme con la reglamentación de la FDA y de la
norma ISO, de la cual el ICONTEC tomó dicho requerimiento para definir su norma NTC 1409,
que establece una pureza mínima del 99.5% para el oxígeno dedicado al consumo humano.
Asimismo, la United States Pharmacopedia -USP- establece para pureza mínima requerida para
el oxígeno medicinal, 99% v/v, siendo este un requerimiento universal de aplicación, aún fuera de
los Estados Unidos y Canadá.
El sistema criogénico garantiza esa pureza de manera sostenible y controlada, mientras la pureza
de las PSA alcanza en el mejor de los casos un 96%, es decir, no cumple con las normas del
INVIMA, lo que acarrea para la IPS serias sanciones legales y/o monetarias, y lo que es más
grave, se puede poner en peligro la salud de los pacientes.
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Aspectos técnicos
1. La PSA es una planta que produce el oxígeno en el mismo lugar donde opera la IPS, por lo que
se genera una gran cantidad de trabajo, control, operatividad y responsabilidad que se le endosan
a la IPS, mientras en el sistema criogénico esto es cubierto por el proveedor.
En el sistema PSA, el proveedor le pasa a la clínica la responsabilidad, manejo y administración
del proceso y producción del oxígeno, y le obliga a destinar recursos humanos y técnicos para
esto.
Una PSA requiere de una persona con disponibilidad las 24 horas para su control y manejo en
caso de emergencia, ya que cuando falle, haya un corte de energía, recalentamiento, etc., alguien
tiene que estar inmediatamente disponible para tomar los correctivos del caso.
Bombas criogénicas sumergibles
Este mismo aspecto en el caso de la criogenia deja de ser crítico, ya que el proceso aquí no
incluye la producción, solo el almacenamiento y suministro, los cuales en general no presentan
problemas y, cuando se presentan, dan un buen plazo para la reacción.
La presión interna del tanque más el producto líquido, garantizan el normal suministro y no
requiere energía.
2. En las PSA, el gasto de energía que es alto, que se interrumpe con bastante frecuencia y que se
incrementa permanentemente en nuestro país, corre por cuenta de la IPS, la cual al haber un corte
de corriente se verá en serios aprietos, ya que al parar el suministro, se pone en peligro la vida de
los pacientes.
Es más, no se requiere un corte de energía: solamente con una pequeña fluctuación en el
suministro (muy común en nuestro sistema debido a la inestabilidad de la interconexión eléctrica
nacional), la calidad de la energía variará causando que equipos que utilizan elementos eléctricos
o electrónicos de control, reciban y/o emitan señales erróneas que afectarán su normal operación
al sacar de línea dichos componentes.
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Como consecuencia, los elementos de control de pureza que se encuentren instalados en la PSA
se descalibrarán, dejando de cumplir su función, o sea que los pacientes de la IPS estarán
expuestos a recibir oxígenos con impurezas con las consecuencias mencionadas.
Algunas plantas PSA tienen tanque de almacenamiento, pero su tamaño no garantiza suministro
por largo tiempo.
Tal y como mencionábamos antes, un asunto de simple suministro para la institución, puede
volverse un dolor de cabeza.
3. En el punto anterior otra alternativa que se presenta es contar con una planta de energía como la
que tienen muchas clínicas y hospitales. La pregunta es: ¿puede ésta planta soportar el
funcionamiento de una PSA que le "roba" 30 Kw? Y, si puede con la carga, ¿no perjudicaría la
operación de otras áreas?
4. La medición de la pureza (si es que la PSA la llegara a alcanzar) para poder operar dentro de la
ley, hay que realizarla cada vez que se requiera por sospecha o por simple control.
¿El proveedor estará ahí inmediatamente? Seguramente que no y menos las 24 horas, por lo tanto
le corresponderá a la IPS suministrar estos aparatos con sus gases y disponer del personal idóneo
todo el tiempo.
Aislamiento criogénico
En la criogenia, este control lo hace el fabricante y no le pasa el problema al cliente.
5. Es importante que el hospital se encuentre totalmente centralizado y todo su consumo sea a
través de redes, ya que en caso contrario, deberá seguir contando con cilindros para los puntos
donde no hay red.
Aspectos financieros
La oferta de una PSA puede parecer muy atractiva:
El problema radica en la gran cantidad de costos ocultos que solo se descubren cuando ya la IPS
está comprometida con la operación de la PSA y dependiente de su funcionamiento:
1. El costo de la energía varía constantemente y generalmente al alza en forma violenta, lo que
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incrementa el costo del oxígeno bruscamente y lo convierte en un insumo variable casi imposible
de presupuestar y controlar.
2. El personal que tiene que dedicarse a operar la planta: un operario con disponibilidad 24 horas
7 días a la semana, 365 días al año, y un técnico en mantenimiento con igual disponibilidad.
3. Las licencias que deban tramitarse para poder operar como productor de oxígeno medicinal y
las adecuaciones que por razones de salubridad haya que hacer para poner a operar esa planta.
4. El aparato analizador de pureza del oxígeno, de altísimo costo, con el cual tienen que contar
todos los fabricantes de oxígeno y los respectivos gases de calibración, que son importados y de
alto costo.
Ambos significan una gran erogación y la necesidad de disponer de gente capacitada para hacer
estas calibraciones.
5. Las inspecciones de metrología, que tienen que ser llevadas a cabo por un tercero, con licencia
para efectuarlas, y siguiendo un plan de mantenimiento acorde con el tipo de equipo que se opere.
6. El respaldo o Back up requerido para un sistema tan inestable y poco confiable como las PSA
es fundamental.
Existen 2 posibilidades:
Un manifold de cilindros, el cual requiere montaje, inspección, mantenimiento, y cilindros con
prueba hidrostática vigente, tal y como lo exigen la ley y las normas NTC 4584, NTC 1671 y
NTC 2462.
La otra alternativa es contar con un tanque criogénico de respaldo; en este caso, se presenta una
alta pérdida de producto por gasificación, al no utilizarse el tanque permanentemente, generando
cambios en la presión interna.
¿Se justifica el desperdicio del oxígeno y de dinero? ¿No generaría un problema de pureza con el
Invima?
7. Adicionalmente, el arriendo del tanque criogénico que se puede aumentar ante la caída
dramática en el consumo, es un sobrecosto que la PSA deberá absorber.
Al cuantificar algunas de las propuestas que se han hecho en Colombia para implementar las
plantas PSA, hemos encontrado que cuando una IPS cree que el oxígeno le costará X pesos el M3,
realmente estará pagando 1,2 veces más en costos ocultos.
A manera de ejemplo, si una IPS cree estar pagando $1.000 por cada M3 de oxígeno, en realidad
el costo es de $2.210 en el mejor de los casos.
Otra razón importante y que involucra un aspecto fundamental como lo es la liquidez hoy en día,
son los plazos de pago.
Mientras que la energía hay que pagarla de inmediato (las empresas de servicios públicos no dan
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plazo), los proveedores de oxígenos líquido ofrecen hasta 90 días de plazo.
Esto sin contar si el proveedor de la PSA está en capacidad de dar un buen plazo de pago.
¿Para qué aporrear la liquidez innecesariamente?
Turbina de expansión criogenica
Es obvio entonces que financieramente la PSA tampoco es un buen negocio y que en las
circunstancias de hoy en día, es mucho más rentable el sistema criogénico.
La gran conclusión sería entonces, que las IPS deben tener éstas y otras consideraciones a la hora
de determinar el suministro de un insumo tan crítico y vital como el oxígeno, de manera que
observe el cumplimiento de la ley, proteja la vida de sus pacientes y no incurra en sobrecostos
financieros
RECUPERACION DE COMPUESTOS ORGANICOS
El sistema Cryo-Condap de Carburos Metálicos para recuperación y eliminación de
Compuestos Orgánicos Volátiles (disolventes)
El sistema de Carburos Metálicos para recuperación de Compuestos Orgánicos Volátiles
(COV) o disolventes, está diseñado para ayudar a las empresas a cumplir con la más
estricta legislación medioambiental.
Las legislaciones gubernamentales europeas, en lo concerniente al medio ambiente, están
siendo cada vez más rigurosas, forzando a las empresas a medir y controlar sus emisiones
de disolventes.
El servicio de Ingeniería de Carburos Metálicos / Air Products, con más de 50 años de
experiencia en criogenia y un personal especializado le proporciona soluciones específicas
para cada caso, asegurando que se cumplen las emisiones medioambientales estándar.
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Beneficios del Sistema Cryo-Condap
El sistema Cryo-Condap permite considerar la recuperación de disolvente, no como un
gasto adicional, sino como una oportunidad para optimizar los costes generales de la
planta.
Rendimiento de la Recuperación - El Cryo-Condap recupera más del 99% de casi
todos los disolventes, pudiendo ser posteriormente reutilizados o vendidos.
Minimiza los costes de operación de la planta.
El Nitrógeno gas puro puede recuperarse y
reutilizarse en otros procesos de la planta.
No añade ningún tipo de residuos.
No crea ningún tipo de contaminación ambiental
adicional.
Cumple con los límites de emisiones exigidos.
Con una recuperación de casi un 100% el sistema cumple la más estricta
legislación actual y futura.
MOLIENDA CRIOGENICA
Ventajas del servicio técnico de molienda criogénica
Tecnología de molienda criogénica fina para cauchos, plásticos, pigmentos
y especias
La tecnología de molienda criogénica de Carburos Metálicos consigue
reducir eficazmente el tamaño de partículas de plásticos, pigmentos y otros
materiales.
La molienda criogénica puede conseguir la molturación de materiales
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termoplásticos de gran dureza, como polipropileno, nylon, caucho natural,
etc...
Hasta tamaños de 50 micras, mediante el uso de Nitrógeno Líquido a
temperaturas controladas.
En los procesos de molienda de diferentes tipos de producto, especialmente
plásticos y pigmentos, los sistemas criogénicos de Carburos Metálicos
logran tres objetivos principales:
Molienda criogénica
- La molienda de materiales termoplásticos de gran dureza a
temperaturas criogénicas significa que los materiales se fragilizan
de tal forma que pueden molerse con mucha facilidad y obtenerse
productos con una granulometría muy fina.
Control de temperatura
- Los sistemas de molienda criogénica inyectan Nitrógeno Líquido
de manera controlada para regular el calor generado por el molino y
permitir una mayor producción en cualquier momento del año.
Inertización
- Los materiales orgánicos son generalmente inflamables. El uso
de Nitrógeno Líquido crea una atmósfera inerte que reduce el
riesgo de explosiones.
Ventajas de la molienda criogénica
Partículas más finas
Partículas de tamaños más regulares
Proceso eficaz
Control de temperatura eficiente
Atmósfera inerte
Centros de demostración
Mejora la morfología de la superficie de
las partículas
Servicio de soporte técnico de Carburos Metálicos
para aplicaciones de molienda criogénica
El compromiso de Carburos Metálicos para entender mejor las necesidades
de nuestros clientes nos ha llevado a unir fuerzas con el prestigioso
Instituto Fraunhofer UMSICHT en Oberhausen (Alemania).
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Todos nuestros clientes europeos pueden acceder a las instalaciones de este
Instituto, así como a los servicios experimentados de consultoría en
técnicas y procesos de reducción de partículas que facilita.
Ventajas:
Solución completa
Experiencia para asistirle en la optimización del proceso
99 recetas en el programa para facilitar las operaciones
Costes bajos y mínima ocupación de espacio
Limpieza Criogénica Mediante CO2
Hielo seco:
Es el nombre que se suele usar para el dióxido de carbono (CO2) en estado sólido. Su forma más
habitual son los pellets de hielo seco.
Los pellets de hielo seco, que tienen una temperatura de aproximadamente -80°C, son acelerados a
una velocidad de 300 m/s.
Cuando estos pellets impactan contra la superficie contaminada, la suciedad se contrae por el frío,
sale de la superficie y se elimina mediante aire comprimido.
¿Cómo limpia el hielo seco?
El hielo seco es el nombre que se suele usar para el dióxido de carbono (CO2) en estado sólido. Su
forma más habitual son los pellets de hielo seco.
Para la limpieza, los pellets (CO2 sólido) se aceleran en un aparato de chorreado con hielo seco
ASCOJET®
con aire comprimido a una velocidad de aprox. 300 m/s.
De este modo, la limpieza se produce por dos efectos:
Choque térmico (la capa a eliminar se contrae y se desprende del material base)
La energía cinética que elimina la capa de suciedad
En el choque, los pellets de hielo seco pasan inmediatamente al estado gaseoso (sublimación) y no
dejan tras de sí residuo alguno.
Como residuo queda tan sólo la capa de suciedad desprendida.
Dado que los pellets tienen una dureza de sólo aprox. 2 Mohs, no se produce ninguna abrasión y la
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calidad de la superficie se mantiene.
Ventajas:
ecológico
sin gastos de eliminación de residuos
ninguna abrasión de la superficie
periodo mínimo de paro de las instalaciones
no se producen daños por humedad. Por lo tanto, es posible incluso la limpieza de cuadros
eléctricos.
Máquinas criogénicas de turboxpansión
del gas
Premium Engineering S.R.L. es un representante oficial del fabricante americano de
las máquinas criogénicas de turboexpansión del gas Mafi-Trench Company LLC.
Las máquinas criogénicas de turboexpansión del gas se aplican en las instalaciones de
procesamiento del gas natural y de la petroquímica, en la energética.
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Recientemente han sido suministrados más de 700 bloques criogénicos de
turboexpansión del gas en todo el mundo:
Valvula criogénica tres vias
Desde el Extremo Norte hasta los trópicos y desiertos, para su aplicación tanto en la
tierra como en las plataformas marinas.
En mantenimiento técnico se encuentran más de 400 unidades de estas máquinas de
otras compañías.
En el año 2007 la participación de la empresa Mafi-Trench en este sector económico
del mercado mundial constituyó el 75 por ciento.
Premium Engineering S.R.L. ofrece tres tipos de diseño de las máquinas criogénicas de
turboexpansión del gas:
compresores criogénicos de expansión del gas;
generadores criogénicos de expansión del gas;
máquinas criogénicas de expansión del gas con un freno hidráulico.
Valvula de seguridad criogenica
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Los compresores criogénicos de expansión del gas se utilizan en los ciclos
tecnológicos para reducir la temperatura del gas (obtención de frío) y aumentar la
presión del gas tecnológico por cuenta del funcionamiento del escalón de compresión.
Los generadores criogénicos de expansión del gas junto con la producción de frío se
utilizan para generar la energía eléctrica en los dispositivos tecnológicos y en las plantas
de distribución de gas durante el aprovechamiento de la energía del gas comprimido.
Las máquinas criogénicas de expansión del gas con un freno hidráulico se utilizan
allí donde se requiere una pequeña productividad de frío, en cambio económicamente
no es ventajoso el aprovechamiento de la potencia, generada por esta misma máquina,
para la compresión o la potencia eléctrica .
En las máquinas criogénicas de turboexpansión del gas se utilizan rodamientos
tradicionales de aceite o rodamientos magnéticos activos.
En el año 1989 fue la primera vez cuando la empresa Mafi-Trench aplicó los
rodamientos magnéticos fabricados por S2M.
Los rodamientos magnéticos poseen ciertas particularidades. La selección de un tipo
más apropiado de rodamientos se realiza durante la discusión detallada con el Cliente
acerca de las condiciones del funcionamiento y mantenimiento técnico.
La refrigeración del sistema de lubricación del aparato puede realizarse con el agua o
aire según sea el deseo del Cliente.
Valvula criogenica
Los refrigeradores de aceite con el agua pueden ser constructivamente diferentes, en
dependencia de la calidad del agua de refrigeración.
Todos los bloques están equipados con un sistema de control y mando en base a los
controladores lógicos programables.
La información sobre el funcionamiento de la máquina y su manejo puede transmitirse
al nivel superior del mando del dispositivo tecnológico.
CRIOGENIA
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En dependencia del esquema tecnológico del dispositivo los compresores criogénicos de
expansión de gas pueden asegurar los distintos esquemas de comunicación de los
escalones criogénico y de compresión de la máquina.
Para los cálculos, diseño y producción se aplican las tecnologías modernas.
Cada máquina criogénica de turbo expansión del gas suministrada, aparte del control
durante el proceso de su fabricación, se somete a pruebas mecánicas y gasodinámicas en
conformidad con las normas internacionales.
Parámetros característicos para los compresores criogénicos de expansión del gas
de Mafi-Trench
Los datos están expuestos para una máquina (un escalón)
presión a la entrada, hasta 15 MPa
temperatura a la entrada 100K – 320K
consumo (según las condiciones de entrada a la máquina
criogénica), hasta 180 m
3/min
contenido de la fase líquida a la salida, hasta 30% de
masa
potencia, hasta 18 MWt
*rendimiento isoentrópico de la máquina criogénica de expansión
del gas 0,82 - 0,92
* – en dependencia de la combinación de los parámetros.
El bloque de compresión criogénica de expansión del gas puede ser multi-escalonado
(compuesto de varias máquinas):
Valvulas de corte criogenicas
CRIOGENIA
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con conexión sucesiva para las altas oscilaciones de la presión;
con conexión en paralelo para los grandes consumos.
Todas las máquinas criogénicas de expansión del gas suministradas están certificadas en
conformidad con las normas y reglas de Rusia y de los países de la CEI y poseen todos
los permisos necesarios para el uso en su territorio.
La SAA Premium Engineering S.R.L. y Mafi-Trench realizan un amplio espectro de
servicios de mantenimiento de sus máquinas criogénicas y de las de otros fabricantes:
mantenimiento de garantía y post-garantía;
reparación;
reemplazo de una parte de escape, incluyendo también por una más eficaz;
paso del funcionamiento de la máquina criogénica con rodamientos de aceite
para la suspensión magnética del rotor;
suministro de repuestos.
Estamos en condiciones de proveer los equipos criogénicos de expansión para gases
de petróleo aptos para cualesquier parámetro necesario para el Cliente..
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