Medidas anti-estáticas y conexión a tierra para bombas de cerámica: diseño de seguridad para aplicaciones a prueba de explosiones químicas-
Los líquidos inflamables y volátiles se transfieren habitualmente mediante unidades de bombeo en las instalaciones de fabricación de productos químicos. Una carga estática es un peligro relativamente silencioso.
Si utiliza bombas de cerámica, las cuestiones clave son los lugares en los que se produce la carga y las vías a través de las cuales se conduce a tierra. Un único valor de resistencia es, en sí mismo, muy poco informativo.
Donde se acumula la carga
El bombeo crea estática a través de la carga por contacto. Las moléculas líquidas tocan y se separan de la cámara de la bomba, las tuberías, las válvulas y los filtros. La carga se mueve. Un mayor flujo, superficies más rugosas y más turbulencia hacen que esto se aproveche más. Los disolventes-de baja conductividad-tolueno, hexano, xileno y productos similares-son los peores casos porque no relajan la carga rápidamente. Lo sostienen.
La cerámica tiene una resistividad muy alta. Es un aislante. La carga que cae sobre una superficie de cerámica no se drena por sí sola. El riesgo no es sólo el cargo que está ahí. Es una chispa. Si esa chispa ocurre donde el vapor y el aire inflamables están dentro del rango explosivo, el resultado puede ser catastrófico.
Por qué las bombas cerámicas necesitan un camino separado
Las bombas de metal tienen una ventaja: sus partes húmedas conducen. Un cuerpo de acero inoxidable puede transportar carga a tierra. Una bomba de cerámica no puede. Sus partes mojadas no son conductoras. Ésa es la compensación-. La cerámica ofrece resistencia a la corrosión y al desgaste, pero su naturaleza aislante significa que la disipación estática necesita otra ruta.
Entonces, ¿cómo se carga una bomba de cerámica? Un revestimiento conductor o disipador de estática-es una opción. Reduce la resistencia de la superficie lo suficiente como para que la carga se drene sin cambiar la cerámica que se encuentra debajo. Los compuestos cerámicos conductivos-con carburo de silicio u otras fases conductoras-son otro. Mantienen la resistencia a la corrosión de la cerámica y añaden algo de conductividad. La tercera ruta está en el diseño mismo de la bomba. Las piezas metálicas como el eje, la carcasa del cojinete, la brida del motor y las bridas de entrada y salida deben formar una ruta eléctrica completa. Ese camino transporta carga desde la fricción del fluido hasta el terminal de tierra.
La conexión a tierra proporciona a la carga un camino-de baja resistencia a tierra. El punto es el drenaje controlado. La carga debe sangrar, no acumularse hasta que salte un espacio de aire. En el servicio químico a prueba de explosiones-, ese camino debe cubrir tuberías, bombas, motores y cualquier pieza metálica que pueda entrar en contacto con el fluido.
Los estándares utilizan números diferentes. Algunas guías de instalación de bombas ATEX exigen no más de 1 megaohmio desde el terminal de conexión a tierra a tierra. Esto es suficiente para una disipación estática fiable. Para circuitos metálicos de conexión a tierra, NFPA 77 e IEC TS 60079-32-1 empujan la resistencia tan baja como sea posible, a menudo utilizando 10 ohmios o menos como punto de referencia para una buena conexión de metal a metal. Estos números no entran en conflicto. Uno es un umbral funcional para la disipación estática. El otro es un referente de calidad para las juntas metálicas.
Un conductor de tierra estático debe llegar hasta su propio electrodo de tierra. No utilice la potencia neutral. No lo comparta con un pararrayos. No conectes-molos en cadena. En las conexiones de brida, si no hay suficientes pernos o una junta aislante rompe la continuidad, agregue un puente de unión. Mantenga intacta la ruta eléctrica.
La carga también se forma fuera de la bomba.
La carga también se acumula en tuberías, filtros y mangueras. Los filtros finos pueden ser generadores de carga agresivos porque fuerzan el líquido a través de pequeños conductos. El llenado-de caída libre y las salpicaduras hacen lo mismo. Si una manguera o revestimiento no conductor aísla la bomba del resto de la línea, conéctelos o use una manguera conductora. De lo contrario, la bomba puede estar conectada a tierra mientras la tubería o manguera todavía tiene carga.
Vinculación, no sólo conexión a tierra
No basta con poner a tierra la bomba por sí sola. Si las bridas, la bomba y el motor, o la bomba y la manguera se encuentran en diferentes potenciales, la carga aún puede generar chispas de un lado al otro. Eso puede suceder incluso cuando cada parte está conectada a tierra. La vinculación elimina esas diferencias potenciales. Mantiene cada parte conductora del sistema de fluidos al mismo potencial. Esto es aún más importante con los variadores de frecuencia o los motores-a prueba de explosiones. La capacitancia del devanado parásito puede cambiar el potencial bajo conmutación de alta-frecuencia.
Manteniendo vivo el camino
Un sistema de conexión a tierra no requiere que lo dejes como estaba antes. La atmósfera corrosiva, la vibración y los cambios de temperatura pueden hacer que la conexión se afloje o que las superficies de contacto se cubran de óxidos. Entonces, la resistencia aumentará. Un mantenimiento fundamental es realizar una medición de resistencia con un multímetro o un probador de resistencia a tierra dedicado desde el punto metálico de la bomba hasta cada terminal de tierra. Mientras limpia, trate de no utilizar paños secos sobre superficies plásticas o revestidas. El frotamiento en seco podría generar una nueva fuente de electricidad estática.
Los usuarios que se dirigen a los mercados ATEX o IECEx deben verificar si el proveedor proporciona un terminal de conexión a tierra completo y un plan de conexión a tierra equipotencial. El documento de instalación debe mostrar dónde está cada punto de conexión a tierra y cómo se conecta. La seguridad estática en operaciones-a prueba de explosiones no es solo una característica. Se trata de diseño de materiales, trabajos de puesta a tierra y mantenimiento cumpliendo sus funciones.
