Cinco factores a considerar al elegir un transportador de gusano helicoidal para una aplicación de alta temperatura

Transportadores de Gusano Helicoidal para manejo de materiales Calientes

Transportador sinfin para manejo de materiales calientes

   El transportador de gusano helicoidal es probablemente el transportador mecánico de sólidos a granel más común. Es un dispositivo relativamente simple y confiable, con pocas partes móviles para reemplazar o dar mantenimiento, es compacto, ocupando muy poco espacio en la planta. El transportador de gusano helicoidal puede transportar material horizontalmente, en pendiente o incluso verticalmente y puede configurarse para manejar una amplia gama de materiales y aplicaciones complicadas.

   El transportador de gusano helicoidal normalmente consta de un tornillo helicoidal montado sobre un canal (o tubo) cerrado en forma de U. El Gusano helicoidal puede tener una o varias secciones y está soportado por cojinetes en cada extremo. Si el transportador es lo suficientemente largo como para requerir más soporte, los rodamientos o colgantes intermedios se pueden suspender de la parte superior del canal para sostener el tornillo sinfin en los puntos entre las secciones del tornillo. El tornillo helicoidal está conectado a un conjunto de motor y reductor de engranajes en un extremo. En funcionamiento, el material entra en el canal por un extremo y llena el espacio entre los helicoidales del tornillo. A medida que el motor impulsa el tornillo, los helicoidales empujan el material a lo largo del canal hasta una abertura de descarga en el otro extremo.

   La versatilidad y simplicidad del transportador de gusano helicoidal lo hacen ideal para muchas aplicaciones de alta temperatura, ya sea para alimentar cal a un horno o para eliminar cenizas de una caldera. Sin embargo, elegir un transportador de gusano sin fin para transportar un material caliente presenta un conjunto de desafíos. La manipulación de un material de alta temperatura (generalmente por encima de 93 °C) puede provocar fallas prematuras de los componentes estructurales y mecánicos del transportador, expansión térmica y problemas de seguridad de los trabajadores. Para asegurarse de que su transportador helicoidal trabajará con éxito y manejará su material caliente durante muchos años, le recomendamos que trabaje en estrecha colaboración con su proveedor y preste mucha atención a los siguientes factores.

1.-Material de Construcción de un Transportador de Gusano Helicoidal a alta Temperatura

   El tornillo y la artesa del Gusano transportador suelen estar hechos de acero. La elección del acero adecuado para estos componentes es fundamental para una aplicación de alta temperatura. La temperatura de funcionamiento de su transportador afectará la resistencia mecánica del acero, la tendencia a la fluencia mecánica (o deformación) y la velocidad de corrosión, así como su viabilidad económica para su aplicación. Aunque muchas aleaciones de acero pueden manejar aplicaciones de alta temperatura, algunas son demasiado caras para ser prácticas para su uso en componentes de transportadores de tornillo sin fin. Los aceros utilizados más comúnmente en aplicaciones de alta temperatura y la temperatura de funcionamiento máxima recomendada para cada uno se indican a continuación:

Temperaturas máximas de operación recomendadas según tipo de material de construcción:

 

a).- La temperatura de operación del acero al carbón A-36 debe ser máximo 372°C.

 

b).- La temperatura de operación del acero al carbón SA-516 grado 70 debe ser máximo 540°C.

c).- La temperatura de operación del acero inoxidable tipo 304 debe ser máximo 815°C.

d).- La temperatura de operación del acero inoxidable tipo 316 debe ser máximo 815°C.

e).- La temperatura de operación del acero inoxidable tipo 310 debe ser máximo 1095°C.

2.-Resistencia Estructural del Transportador de Gusano Helicoidal

   El límite elástico del acero (tensión a la que comienza a deformarse permanentemente) disminuye a medida que aumenta la temperatura de funcionamiento. Esto, a su vez, reduce la capacidad de carga del acero. Para una aplicación de alta temperatura, debe asegurarse de que los componentes estructurales de su transportador de tornillo sinfín estén diseñados en función del límite elástico del acero a la temperatura de funcionamiento más desfavorable.

   Por ejemplo, el acero inoxidable tipo 304 tiene un límite elástico de aproximadamente 30,000 psi a 21 ° C, pero solo alrededor de 15,000 psi a 537°C. Si usa el límite elástico de 30,000 psi para diseñar un transportador de tornillo con componentes de acero inoxidable tipo 304 pero luego transporta cenizas calientes desde una caldera a 537°C, los componentes se debilitarán prematuramente por la fatiga del metal y posiblemente fallarán. Para tener en cuenta la resistencia reducida del acero a la temperatura de funcionamiento elevada, debe utilizar componentes estructurales más gruesos o de mayor espesor.

   Las altas temperaturas también afectan el módulo de elasticidad del acero, es decir, su rigidez relativa. Usando el ejemplo anterior, el módulo de elasticidad disminuye un 20 por ciento cuando la temperatura aumenta de 20°C a 537°C. Nuevamente, el uso de componentes estructurales más grandes puede solucionar este problema.

3.-Expansión Térmica

   Cuando el material caliente ingresa al transportador de gusano helicoidal, el tornillo y el canal se expanden a lo largo. La cantidad de expansión térmica variará según el acero del que estén hechos el tornillo y el canal, el cambio de temperatura (de temperatura ambiente a temperatura de funcionamiento) y la longitud del transportador. Para asegurarse de que su transportador de tornillo funcione correctamente, es importante elegir componentes, en particular los soportes del transportador, los cojinetes y la entrada y descarga de material, que puedan adaptarse a esta expansión.

   Soportes transportadores. El extremo impulsor del transportador de gusano helicoidal normalmente está montado rígidamente al piso u otra estructura, pero los soportes intermedios y del extremo trasero del transportador deben permitir que el canal se expanda a lo largo de su longitud con el aumento de temperatura. Las formas de lograr esto incluyen simplemente dejar los pernos de anclaje sueltos y permitir que los soportes se deslicen en el piso o diseñar un sistema de soporte especial con capacidades de expansión.

 

   Cojinetes. Si bien las longitudes del tornillo y el canal son similares, pueden expandirse térmicamente a diferentes velocidades (lo que se denomina expansión diferencial ). En el extremo impulsor, el tornillo se fija al canal, pero si el transportador tiene conjuntos de soporte de suspensión, deben permitir la expansión diferencial del tornillo y el canal. El conjunto del cojinete del extremo trasero también debe permitir la expansión diferencial, ya sea con un cojinete de expansión de tipo rodillo esférico, un cojinete de manguito o un cojinete con una base de expansión deslizante, que permite que el cojinete se mueva con el eje.

   Entrada y descarga de material. En una aplicación de alta temperatura, la expansión térmica del canal puede hacer que la entrada y la descarga se desalineen con el equipo de proceso conectado. Para adaptarse a esta expansión, puede utilizar una transición flexible de alta temperatura o una transición de expansión especialmente diseñada para conectar la entrada o descarga al equipo de proceso. Consulte con su proveedor de transportadores para seleccionar el tipo de transición flexible o de expansión que se adapte a su aplicación y temperatura de funcionamiento.

4.-Transmisión de Potencia

   Las altas temperaturas de operación también pueden causar fallas en el sello y el aceite en los componentes de transmisión de potencia de su transportador de gusano sinfin. Puede evitar esto aislando los reductores de engranajes y los cojinetes del material caliente transportado en el canal. Por ejemplo, ubique el reductor de engranajes lejos del canal utilizando un reductor de engranajes en línea y un acoplamiento de baja velocidad, o una disposición de cadena y rueda dentada. También puede ubicar los cojinetes de la cola y del extremo de transmisión en pedestales lejos del canal. Si la temperatura ambiente estará por encima de 50°C o la temperatura del lubricante del reductor de engranajes o del cojinete aumentará por encima de 94°C, use sellos de eje de alta temperatura hechos de Viton o metal junto con lubricantes sintéticos especialmente formulados para una vida más larga a altas temperaturas.

5.-Seguridad

   Mantener a los trabajadores seguros cerca de su transportador de gusano helicoidal caliente debe ser su principal preocupación. Mientras que la "alta temperatura" se considera típicamente superior a 95°C, las temperaturas por debajo de esa temperatura aún pueden ser peligrosas para los trabajadores. La protección de los trabajadores requiere la instalación de protecciones adecuadas alrededor de su transportador, y cuál es el mejor tipo depende de la ubicación del transportador. La Asociación de Fabricantes de Equipos Transportadores (CEMA) ofrece pautas de mejores prácticas para seleccionar protecciones y otras características de seguridad (en www.cemanet.org ), pero debe trabajar con su representante local de Secretaría del Trabajo para asegurarse de que su transportador cumpla con las regulaciones establecidas.

Si bien, en última instancia, es su responsabilidad proteger a los trabajadores, su proveedor de transportadores puede proporcionar etiquetas de seguridad y aislamiento del transportador para ayudar a prevenir lesiones.

Etiquetas de seguridad. El proveedor debe proporcionar etiquetas de seguridad adecuadas que adviertan sobre superficies calientes en su transportador de tornillo (y todos los demás equipos de alta temperatura). 

Aislamiento. La Secretaría del Trabajo puede requerir que su transportador de gusano helicoidal de alta temperatura esté aislado para evitar lesiones a los trabajadores. Hay varios tipos de aislamiento disponibles, que incluyen fibra de vidrio, lana y cerámica, y el proveedor puede ayudarlo a elegir uno según la temperatura de funcionamiento de su transportador y las condiciones del lugar. El aislamiento del transportador generalmente se instala en el sitio para evitar daños al aislamiento durante el envío y la instalación del transportador. Consulte a su representante local la Secretaría del Trabajo para obtener más información sobre cómo seleccionar el aislamiento para su transportador.

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