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Entre todos los recubrimientos anticorrosivos de alta resistencia, la construcción naval, la protección de estructuras de acero y campos similares, los recubrimientos epoxi, las imprimaciones epoxi ricas en zinc y las capas de acabado de poliuretano son los recubrimientos de alto rendimiento más utilizados. Sin embargo, estos recubrimientos generalmente tienen alta viscosidad , alto contenido de sólidos y contienen partículas. Durante la producción por pulverización, medir y controlar con precisión el caudal siempre ha sido un desafío para los ingenieros en obra. Especialmente cuando el diámetro de la tubería es de solo 1/4 de pulgada a 3/8 de pulgada , el caudal es tan bajo como 3 litros por minuto y la presión de trabajo es tan alta como 400 bares, los caudalímetros comunes difícilmente pueden funcionar correctamente.
Este artículo, basándose en un conjunto de parámetros típicos de los recubrimientos de epoxi y poliuretano, analiza varias cuestiones clave que deben tenerse en cuenta al seleccionar un caudalímetro para pinturas de alta viscosidad.
Tomemos como ejemplo un recubrimiento epoxi, Hempadur 4774D. Su viscosidad alcanza los 105 kU (aproximadamente 3500 cP), mientras que otro recubrimiento de poliuretano, el 5521, tiene una viscosidad de entre 63 y 87 kU (aproximadamente 800 cP). La densidad fluctúa entre 0,9 y 1,5 kg/L. Estos recubrimientos también contienen polvo de zinc, pigmentos y cargas, con un contenido máximo de sólidos de hasta el 80 %. Más importante aún, se necesita un diluyente (un 5 % más diluyente) en la obra para ajustar la viscosidad de la aplicación, lo que significa que el mismo caudalímetro debe manejar múltiples fluidos con diferentes propiedades reológicas.
El caudalímetro de turbina puede sufrir atascos en el impulsor debido a la alta viscosidad del líquido.
En estas condiciones, los caudalímetros de turbina tradicionales pueden sufrir atascos en el impulsor debido a la alta viscosidad. Los caudalímetros electromagnéticos requieren medios conductores, que muchos recubrimientos a base de disolventes no proporcionan. Los caudalímetros de presión diferencial experimentan una pérdida de presión significativa y una caída drástica en la precisión a caudales bajos y alta viscosidad. Por lo tanto, se requiere una solución de medición de caudal diseñada específicamente para alta viscosidad, caudal bajo y alta presión.
Actualmente, las soluciones más consolidadas para líneas de pulverización de epoxi y poliuretano son el caudalímetro másico Coriolis y el caudalímetro de engranajes ovalados (un tipo de caudalímetro de desplazamiento positivo). Sus características se describen por separado a continuación.
Un caudalímetro másico Coriolis mide directamente el flujo másico, sin verse afectado por cambios en la viscosidad, la densidad o la temperatura del medio. En situaciones donde la viscosidad de pinturas como la 4774D y la 5521 difiere considerablemente, el caudalímetro Coriolis mantiene una alta precisión de ±0,1 % a ±0,2 % sin necesidad de corrección. Además, puede proporcionar directamente señales de densidad y temperatura, lo que facilita el control de si la pintura se ha diluido en exceso.
El diámetro completo del sensor Coriolis permite el paso de líquidos con partículas.
Para aplicaciones de pulverización a alta presión, un caudalímetro Coriolis de alta presión (con una presión máxima de 414 bar o superior) puede adaptarse perfectamente a una presión de trabajo de 400 bar. Su diseño de paso total permite que las partículas pequeñas (como polvo de zinc y aglomerados de pigmento) presentes en la pintura pasen sin obstrucciones. Su construcción en acero inoxidable 316L cumple con los requisitos de resistencia a la corrosión de la mayoría de los recubrimientos industriales.
Sin embargo, el costo de un caudalímetro Coriolis es relativamente alto. Para caudales que oscilan entre 3 L/min y 15 L/min, se debe seleccionar un diámetro de tubería adecuado (1/4 de pulgada o 3/8 de pulgada) para equilibrar la caída de presión y la precisión.
Un caudalímetro de engranajes ovalados es un caudalímetro de desplazamiento positivo (caudalímetro PD) que utiliza un par de engranajes para medir el volumen de fluido que lo atraviesa. En el caso de líquidos de alta viscosidad, la fuga a través de los espacios entre los engranajes y la carcasa disminuye; por lo tanto, cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la precisión del caudalímetro, que suele alcanzar ±0,5 %. Con un caudal mínimo de 3 L/min, el caudalímetro de engranajes puede generar una señal de pulso estable, lo que lo hace muy adecuado para la dosificación o la mezcla proporcional.
Los caudalímetros de engranajes ovalados soportan presiones superiores a 400 bar y son más económicos que los caudalímetros Coriolis. Si se requiere una salida de señal de 4-20 mA, se puede conectar un transmisor o instrumento secundario. La desventaja de estos caudalímetros radica en la presencia de engranajes móviles en su interior. Si la pintura contiene muchas partículas duras (por ejemplo, polvo de zinc en imprimaciones epoxi ricas en zinc), los engranajes pueden romperse; de lo contrario, el uso prolongado provocará una disminución de la precisión debido al desgaste.
En los procesos reales de consulta y adquisición, muchos clientes solo proporcionan el diámetro de la tubería y el rango de caudal, omitiendo algunos detalles cruciales. Basándonos en nuestra experiencia con caudalímetros de pintura de alta viscosidad similares, recomendamos confirmar los siguientes puntos antes de seleccionar un caudalímetro de este tipo:
Tamaño máximo de partícula en el medio: Si bien las pinturas epoxi y de poliuretano no contienen partículas grandes como algunas pastas alimentarias, los aglomerados de pigmentos, los rellenos no dispersos o los grumos generados durante el curado pueden obstruir el caudalímetro. Si el tamaño de partícula supera los 0,5 mm, se recomienda utilizar un caudalímetro Coriolis de paso completo.
Tipo de conexión de proceso: Para tuberías de 1/4 de pulgada o 3/8 de pulgada, se suelen utilizar roscas hembra NPT, racores de férula o racores para mangueras de alta presión. A 400 bar, se recomiendan juntas cónicas o juntas metálicas para evitar fugas.
Tipo de señal de salida: La mayoría de los sistemas de control de pulverización requieren una señal analógica de 4-20 mA para el monitoreo continuo o una señal de pulso para el control por lotes. Algunos proyectos también pueden requerir comunicación Modbus RTU o Modbus TCP para cargar datos de flujo a una sala de control o a la nube.
Caudalímetros ATEX: Dado que las pinturas suelen contener disolventes orgánicos (por ejemplo, xileno, butanona), los lugares de pulverización suelen estar ubicados en zonas peligrosas. En estos casos, se necesitan caudalímetros ATEX; se debe seleccionar un caudalímetro intrínsecamente seguro o a prueba de explosiones, que se utilizará junto con una barrera de seguridad.
Además del monitoreo convencional del flujo de pulverización descrito anteriormente, caudalímetros similares también se utilizan ampliamente en los siguientes escenarios:
Control de la proporción de pintura de dos componentes: Las pinturas epoxi generalmente requieren mezclarse con un agente de curado en una proporción específica. Dos caudalímetros de alta precisión (uno para la base epoxi y otro para el agente de curado), combinados con una válvula proporcional, permiten un control de circuito cerrado y garantizan una proporción de mezcla constante. El caudalímetro Coriolis ofrece ventajas significativas en esta aplicación, ya que puede medir simultáneamente la densidad para determinar la uniformidad de la mezcla.
Dosificación en pequeñas cantidades: Algunas líneas de llenado automáticas requieren dispensar 28 ml de pintura cada 6 segundos. En estos casos, la repetibilidad en el rango de microflujo es fundamental. Gracias a su principio de desplazamiento positivo, un caudalímetro de engranajes ofrece una mayor repetibilidad a caudales bajos que muchos otros tipos.
Pulverización sin aire a alta presión : En equipos de pulverización sin aire que operan a presiones de hasta 400 bar, el caudalímetro no solo debe soportar la presión, sino también resistir la erosión a alta velocidad de la pintura. Tanto los caudalímetros Coriolis de acero inoxidable como los de engranajes son adecuados, pero conviene prestar atención a si la caída de presión a través del caudalímetro afecta al patrón de pulverización.
Para pinturas epoxi y de poliuretano como Hempadur 4774D y 55210, con un rango de viscosidad de 800 cP a 3500 cP, una presión máxima de trabajo de 400 bar y un caudal mínimo de 3 L/min, se recomiendan las dos opciones siguientes:
Si el presupuesto lo permite y se necesita información adicional, como la densidad y la temperatura, elija un caudalímetro másico Coriolis de alta presión con un diámetro interior de 1/4 de pulgada o 3/8 de pulgada, material 316L y salida de 4-20 mA o Modbus.
Si la rentabilidad es una prioridad y la pintura contiene pocas partículas duras, elija un caudalímetro de engranajes de acero inoxidable con salida de pulsos y un módulo de conversión de 4-20 mA, prestando atención a la resistencia al desgaste del material del engranaje.
Independientemente del caudalímetro que elija, le recomendamos realizar una prueba a pequeña escala en condiciones de funcionamiento reales para verificar su precisión y estabilidad al caudal mínimo y a la viscosidad máxima. Si busca una solución de medición de caudal adecuada para recubrimientos epoxi, capas de acabado de poliuretano o imprimaciones epoxi ricas en zinc, por favor, indíquenos el nombre específico del medio, la temperatura de funcionamiento y la pérdida de presión admisible. De esta forma, podremos recomendarle el modelo más adecuado y proporcionarle un presupuesto formal.
