português
Entre todos os revestimentos anticorrosivos de alta resistência, como os utilizados na construção naval, na proteção de estruturas de aço e em áreas similares, os revestimentos epóxi, os primers epóxi ricos em zinco e os acabamentos de poliuretano são os revestimentos de alto desempenho mais comuns. No entanto, esses revestimentos geralmente apresentam alta viscosidade , alto teor de sólidos e contêm partículas. Durante a aplicação por aspersão, medir e controlar com precisão a vazão sempre representou um desafio para os engenheiros em campo. Principalmente quando o diâmetro do tubo é de apenas 1/4 a 3/8 de polegada , a vazão é tão baixa quanto 3 litros por minuto e a pressão de trabalho chega a 400 bar, os medidores de vazão comuns dificilmente funcionam corretamente.
Com base em um conjunto de parâmetros típicos de revestimentos epóxi e poliuretano, este artigo discute várias questões importantes que devem ser consideradas na seleção de um medidor de vazão para tintas de alta viscosidade.
Tomemos como exemplo um revestimento epóxi específico, o Hempadur 4774D. Sua viscosidade atinge 105 kU (cerca de 3500 cP), enquanto outro revestimento de poliuretano, o 5521, apresenta viscosidade em torno de 63–87 kU (cerca de 800 cP). A densidade varia entre 0,9 e 1,5 kg/L. Esses revestimentos também contêm pó de zinco, pigmentos e cargas, com um teor máximo de sólidos de até 80%. Mais importante ainda, é necessário um diluente (5% de solvente) no local para ajustar a viscosidade da aplicação, o que significa que o mesmo medidor de vazão deve ser utilizado com múltiplos fluidos com diferentes propriedades reológicas.
O medidor de vazão tipo turbina pode sofrer travamento do impulsor devido à alta viscosidade do líquido.
Nessas condições, os medidores de vazão de turbina tradicionais podem sofrer com o travamento do rotor devido à alta viscosidade. Os medidores de vazão eletromagnéticos requerem meios condutores, que muitos revestimentos à base de solvente não fornecem. Os medidores de vazão de pressão diferencial apresentam perda de pressão significativa e queda acentuada na precisão em baixas vazões e alta viscosidade. Portanto, é necessária uma solução de medição de vazão projetada especificamente para alta viscosidade, baixa vazão e alta pressão.
Atualmente, as soluções mais consolidadas para linhas de pulverização de epóxi e poliuretano são o medidor de vazão mássica Coriolis e o medidor de vazão de engrenagem oval (um tipo de medidor de vazão de deslocamento positivo). Suas características são discutidas separadamente a seguir.
Um medidor de vazão mássica Coriolis mede diretamente a vazão mássica, sem ser afetado por variações na viscosidade, densidade ou temperatura do fluido. Em situações onde a viscosidade de tintas como a 4774D e a 5521 varia consideravelmente, o medidor de vazão Coriolis mantém alta precisão de ±0,1% a ±0,2% sem necessidade de correção. Ao mesmo tempo, ele pode fornecer sinais diretos de densidade e temperatura, facilitando o monitoramento da diluição excessiva da tinta.
A abertura total do sensor Coriolis permite a passagem de líquidos com partículas.
Para aplicações de pulverização de alta pressão, um medidor de vazão Coriolis de alta pressão (com classificação de pressão máxima de 414 bar ou superior) pode corresponder totalmente a uma pressão de trabalho de 400 bar. O design de passagem plena permite que pequenas partículas (como pó de zinco e aglomerados de pigmento) na tinta passem suavemente, sem obstrução. A construção em aço inoxidável 316L atende aos requisitos de resistência à corrosão da maioria dos revestimentos industriais.
No entanto, o custo de um medidor de vazão Coriolis é relativamente alto. Para vazões que variam de 3 L/min a 15 L/min, um diâmetro de tubo apropriado (1/4 de polegada ou 3/8 de polegada) deve ser selecionado para equilibrar a perda de carga e a precisão.
Um medidor de vazão de engrenagem oval é um medidor de vazão de deslocamento positivo (medidor de vazão PD) que utiliza um par de engrenagens em contato para medir o volume de fluido que passa através delas. Para líquidos de alta viscosidade, o vazamento através dos espaços entre as engrenagens e a carcaça diminui; portanto, quanto maior a viscosidade, melhor a precisão de um medidor de vazão de engrenagem, tipicamente atingindo ±0,5%. Com uma vazão mínima de 3 L/min, o medidor de vazão de engrenagem ainda pode emitir um sinal de pulso estável, tornando-o muito adequado para dosagem ou mistura proporcional.
Os medidores de vazão de engrenagem oval também suportam pressões acima de 400 bar e são mais econômicos do que os medidores de vazão Coriolis. Se for necessária uma saída de sinal de 4-20 mA, um transmissor ou instrumento secundário correspondente pode ser conectado. A desvantagem dos medidores de vazão de engrenagem oval é a presença de engrenagens móveis internas. Se a tinta contiver muitas partículas duras (por exemplo, pó de zinco em primers epóxi ricos em zinco), as engrenagens podem quebrar; caso contrário, o uso prolongado levará à degradação da precisão devido ao desgaste.
Em processos reais de consulta e aquisição, muitos clientes fornecem apenas o diâmetro do tubo e a faixa de vazão, omitindo alguns detalhes críticos. Com base em nossa experiência com medidores de vazão para tintas de alta viscosidade similares, recomendamos confirmar os seguintes pontos antes de selecionar um medidor de vazão para alta viscosidade:
Tamanho máximo das partículas no meio: Embora as tintas epóxi e poliuretano não contenham partículas grandes como algumas pastas alimentícias, aglomerados de pigmentos, cargas não dispersas ou grumos gerados pela cura podem obstruir o medidor de vazão. Se o tamanho das partículas exceder 0,5 mm, um medidor de vazão Coriolis de passagem plena deve ser a primeira opção.
Tipo de conexão do processo: Para tubos de 1/4 de polegada ou 3/8 de polegada, são comumente utilizadas roscas fêmeas NPT, conexões com anel de vedação ou conexões para mangueiras de alta pressão. A 400 bar, recomenda-se o uso de vedações cônicas ou juntas metálicas para evitar vazamentos.
Tipo de sinal de saída: A maioria dos sistemas de controle de pulverização requer um sinal analógico de 4-20 mA para monitoramento contínuo ou um sinal de pulso para controle de lotes. Alguns projetos também podem exigir comunicação Modbus RTU ou Modbus TCP para enviar dados de vazão para uma sala de controle ou para a nuvem.
Medidores de vazão ATEX: Como as tintas geralmente contêm solventes orgânicos (por exemplo, xileno, butanona), os locais de pulverização normalmente estão situados em áreas classificadas como perigosas. Nesses casos, são necessários medidores de vazão ATEX. Deve-se selecionar um medidor de vazão intrinsecamente seguro ou à prova de explosão, utilizado em conjunto com uma barreira de segurança.
Além do monitoramento convencional do fluxo de pulverização descrito acima, medidores de vazão semelhantes também são amplamente utilizados nos seguintes cenários:
Controle da proporção de tintas bicomponentes: As tintas epóxi geralmente precisam ser misturadas com um agente de cura em uma proporção específica. Dois medidores de vazão de alta precisão (um para a base epóxi e outro para o agente de cura), combinados com uma válvula proporcional, permitem o controle em circuito fechado e garantem uma proporção de mistura constante. O medidor de vazão Coriolis apresenta vantagens significativas nessa aplicação, pois pode medir simultaneamente a densidade para determinar se a mistura está homogênea.
Dosagem em pequenos lotes: Algumas linhas de envase automáticas exigem a dispensação de 28 mL de tinta a cada 6 segundos. Nesses casos, a repetibilidade na faixa de microfluxo é crucial. Devido ao seu princípio de deslocamento positivo, um medidor de vazão por engrenagem oferece melhor repetibilidade em baixas vazões do que muitos outros tipos.
Pulverização airless de alta pressão : Em equipamentos de pulverização airless que operam a pressões de até 400 bar, o medidor de vazão não só deve suportar a pressão, como também resistir à erosão causada pela alta velocidade da tinta. Tanto os medidores de vazão Coriolis quanto os de engrenagem, em aço inoxidável, são adequados, mas deve-se atentar para se a queda de pressão no medidor afeta o padrão de pulverização.
Para tintas epóxi e poliuretano, como Hempadur 4774D e 55210, com viscosidade entre 800 cP e 3500 cP, pressão máxima de trabalho de 400 bar e vazão mínima de 3 L/min, recomendam-se as duas opções a seguir:
Se o orçamento permitir e forem necessárias informações adicionais, como densidade e temperatura, escolha um medidor de vazão mássica Coriolis de alta pressão com furo de 1/4 de polegada ou 3/8 de polegada, material 316L e saída de 4-20 mA ou Modbus.
Se a relação custo-benefício for uma prioridade e a tinta contiver poucas partículas duras, escolha um medidor de vazão com engrenagem de aço inoxidável, saída de pulso e um módulo de conversão de 4-20 mA, atentando-se à resistência ao desgaste do material da engrenagem.
Independentemente do medidor de vazão escolhido, recomendamos a realização de um teste em pequena escala, sob condições reais de operação, para verificar sua precisão e estabilidade na menor vazão e maior viscosidade. Se você busca uma solução adequada para medição de vazão em revestimentos epóxi, acabamentos de poliuretano ou primers epóxi ricos em zinco, informe o nome específico do fluido, a temperatura de operação e a perda de pressão admissível. Assim, poderemos recomendar o modelo mais adequado e fornecer um orçamento formal.
