Introduzione

Fluiten Italia fornisce Tenute Meccaniche ad una importante società multinazionale, leader nella produzione di additivi per olii sintetici ad alte prestazioni. La collaborazione è nata oltre 20 anni fa, con obiettivo di migliorare le performance delle Tenute Meccaniche presenti in impianto, implementando quindi il supporto e l’assistenza tecnica.

Il processo di sostituzione, avvenuta in circa due anni su tutte le pompe centrifughe e volumetriche di processo e trasferimento dei vari liquidi presenti in impianto. Questa attività ha preceduto l’installazione delle Tenute Meccaniche Fluiten anche su tutti i miscelatori, nei quali avvengono le fasi critiche di produzione.

Nel corso degli anni, il processo produttivo ha richiesto sistemi di tenuta adeguati alle variazioni delle condizioni operative diventate più gravose.

Queste modifiche hanno considerato anche l’adeguamento alle norme di sicurezza ed al controllo delle emissioni verso l’atmosfera.

Produzione Additivi per olii sintetici

Gli attriti che si generano in seguito al contatto degli organi meccanici in movimento producono calore ed usura.

Con adeguata lubrificazione si riducono gli attriti e le usure, migliorando quindi i rendimenti meccanici.

Le sostanze lubrificanti sono varie e le loro proprietà vengono scelte in base alla destinazione finale del prodotto; l’uso di un lubrificante specifico al posto di un altro destinato a scopi diversi può quindi essere estremamente dannoso (es. olio per ingranaggi al posto dell’olio motore).

I lubrificanti sono tutti derivati da una base (normalmente attorno al 90%) che può essere minerale, vegetale o sintetica, alla quale vengono aggiunte altre sostanze, dette additivi (circa 10%).

Se le materie prime che costituiscono le basi venissero utilizzate da sole, ad esempio nei motori a scoppio, ciò produrrebbero surriscaldamenti ed in breve derebbero fuoco, evaporerebbero o si emulsionerebbero, portando a contatto le superfici in movimento. Gli additivi evitano questi problemi, stabilizzando le caratteristiche del lubrificante.

La produzione dell’olio minerale o sintetico ha origine dall’olio grezzo, dalla cui distillazione si possono ottenere olii di diversa viscosità; attraverso altri processi si modificano le proprietà chimico-fisico in relazione allo specifico utilizzo.

E’ curioso sapere che non tutti i crudi sono adatti alla produzione di lubrificante, infatti solo l’1,5% circa della produzione mondiale delle raffinerie può essere impiegato come base.

Il processo di miscelazione è cruciale, i moderni impianti di miscelazione sono automatici e controllati, ad essi si affiancano attrezzati laboratori per il controllo della qualità, presso i quali si eseguono analisi chimico-fisiche e si verificano le principali caratteristiche: umidità, impurità, peso specifico, viscosità, colore, acidità, punto di congelamento, punto d’infiammabilità, demulsionabilità ed altro.

“Case Hystory” – Gruppo Tenuta per miscelatore di additivi

A seguito della modifica delle condizioni operative ed alla necessità del cliente di incrementare i livelli di produzione, si è deciso di sviluppare una nuova soluzione, con obiettivo di aumentare l’affidabilità e ridurre i tempi di intervento evitando manutenzioni non programmate.

L’analisi effettuata dai tecnici di Fluiten ha evidenziato la principale problematica causa dei failure prematuri nella formazione di cristalli all’interno delle superfici di tenuta lato prodotto.

Lo Tenuta Meccanica installata da Fluiten nei primi anni 2000 era doppia in esecuzione back to back, questa selezione è quella maggiormente utilizzata nelle applicazioni sui mixer e reattori con entrata dall’alto, nei quali la tenuta è normalmente in contatto con i vapori del processo.

In caso il liquido di processo tende a cristallizzare, è viscoso o contiene un’elevata percentuale di solidi, questi terminano davanti alla guarnizione dell’anello rotante lato prodotto e gli impediscono di potersi muovere, inibendo la necessaria elasticità che la tenuta deve mantenere per tollerare i movimenti angolari dell’albero che, specie nei mixer verticali, possono essere presenti.

Quando l’anello rotante non è libero di “flottare” sulla camicia e l’albero subisce una sollecitazione radiale o assiale, le superfici di tenuta si aprono e provocano l’indesiderata e continua perdita dell’olio di barriera, con conseguente necessità di arresto dell’impianto.

Per lo smontaggio e la revisione della tenuta di un mixer verticale con albero 180 mm ed un recipiente alto oltre 6mt, può essere necessario l’intervento di una gru e il montaggio di trabattello attorno al recipiente stesso, con tempi medi di manutenzione e messa in marcia di circa 2 giorni di lavoro.

IMG. Soluzione BACK TO BACK con processo all’interno delle superfici di tenuta.

Fluiten GTA15188 – composto da TC-BL3X

La Tenuta Fluiten GTA15188, con dimensioni di ingombro perfettamente intercambiabili alla prece- dente Tenuta Meccanica di Fluiten, è stata progettata selezionando la tenuta tipo TC 200 (albero 180 mm) lato prodotto; con questa soluzione viene garantito il mantenimento della necessaria elasticità, anche se il prodotto tende a cristallizzare nella parte alta del serbatoio di processo.

Nella cartuccia, la tenuta secondaria è il tipo BL3X210, bilanciata e tale da tollerare la pressurizzazione del liquido barriera, che in questa applicazione vicino ai 10 bar (la forza di chiusura sulle superfici di tenuta è circa 650 kgf).

La GTA15188 è pre-assemblata a cartuccia con cuscinetto a rulli oscillanti tale da tollerare le spinte radiali provenienti dall’albero e minimizzare il run-out. Questo semplifica le operazioni di montaggio, evitando possibili errori di posizionamento della tenuta.

La modifica del processo prevede anche un incremento della pressione e della temperatura, la lubrificazione della tenuta doppia GTA15188 avviene mediante serbatoio esterno pressurizzato (Plan 53A).

Il calcolo dello scambio termico deve considerare la temperatura che il processo trasmette alla tenuta attraverso l’albero della macchina e le pareti del serbatoio (heat soak), e la temperatura generata dalle superfici di tenuta con diametro 200 mm e pressurizzate a circa 10 bar.

Per asportare il calore generato e mantenere la temperatura dell’olio barriera sotto una soglia di sicurezza, tale da garantire la necessaria lubrificazione delle tenute, è stata prevista e selezionata una pompa di circolazione.

I tecnici di Fluiten hanno suggerito le logiche di start-up e stop della pompa di circolazione tale da prevenire fenomeni di surriscaldamento delle fasi sia operative che transitorie.

La selezione dei materiali delle superfici di tenuta in carburo di silicio sinterizzato e degli elastomeri è stata realizzata in funzione del processo tale da garantire garantisce una eccellente resistenza all’aggressione chimica.

La riduzione dei costi di manutenzione legati agli interventi sulle tenute in impianto si sono ridotti del 30% in 5 anni.

Chi produce Olii lubrificanti?

Le principali società produttrici di idrocarburi producono o fanno produrre per proprio conto olii lubrificanti: Eni, Shell, CNPC, Chevron, Exxon-Mobil, Fuchs, Kluber Lubrication, Total, Lukoil, Repsol, FCL, Rowe.

Quali altri settori hanno interesse alla Soluzione TC ingegnerizzata?

Impianti produzione lattici, polimeri, gomme.

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