Cintas transportadoras para el manejo de fertilizantes: corrosión, apelmazamiento y lavado.

El fertilizante se mueve como arena y se comporta como un producto químico. Esta simple frase resume la mayoría de las fallas que se nos pide inspeccionar en las instalaciones de cintas transportadoras de fertilizantes, y explica por qué una cinta que ofrece ocho años de servicio en una línea de granos puede quedar inservible después de once meses en una línea de urea que opera al mismo tonelaje. El producto parece seco al salir del granulador. Para cuando ha pasado por un enfriador, una torre de transferencia y dos galerías abiertas, no está ni seco ni químicamente neutro, y la cinta ha pasado miles de horas transportando una película de finos y condensado ligeramente ácida, ligeramente caliente y ligeramente abrasiva.

Los compradores suelen iniciar la conversación con una pregunta sobre la abrasión. Qué grado de desgaste, cuántos milímetros cúbicos se pierden en la prueba de abrasión del tambor giratorio, qué grosor debe tener la cubierta. Estos datos son importantes, pero en el caso de la aplicación de fertilizantes, ocupan el tercer o cuarto lugar en importancia. La composición química de la cubierta determina si el caucho resiste el contacto con el producto. El diseño de la carcasa y la adhesión de las capas determinan si la correa resiste la humedad que transporta el producto. La limpieza, el drenaje y el cerramiento determinan si la planta resiste el arrastre de material. Si estos tres aspectos fallan, una correa de alta calidad, incluso con un grado de abrasión superior, simplemente fallará en otro punto, generalmente en la unión o en el borde.

Lo que sigue es una guía de selección para esas condiciones, no una lista de productos. Si ya conoce la familia de polímeros, el número de capas y el espesor de la cubierta que necesita y solo desea comparar lo que está disponible,Cinta transportadora resistente a productos químicosEsta sección de este sitio es el punto de partida correcto, y cualquierfabricante de cintas transportadorasQuienes realizan internamente pruebas de compuestos y adhesión pueden confirmar la clasificación según el análisis de su producto. El razonamiento que se describe a continuación es el que seguimos antes de emitir un presupuesto, y es el factor que con mayor frecuencia modifica la respuesta.

Díganos el producto, el tonelaje y la rutina de lavado, y dimensionaremos la cinta transportadora en función de ellos.

01La corrosión y la acumulación de incrustaciones determinan la vida útil de la correa; la abrasión solo la remata.

Una cinta transportadora de fertilizantes se ve afectada por ataques desde cuatro direcciones simultáneamente, y la mayoría de los equipos de planta solo presupuestan para una de ellas. Existe un ataque químico en el polímero de la cubierta, provocado por fracciones ácidas o alcalinas y por sales disueltas. Existe un ataque hidrolítico en la estructura, provocado por la humedad que llega al tejido a través de los bordes, los escalones de empalme y los orificios de los pernos. Existe un ataque mecánico en el punto de carga, donde un chorro de gránulos o perlas que cae corta y daña la cubierta superior. Y existe un ataque estructural lento en todo lo que rodea la cinta, porque el mismo polvo húmedo que se deposita en el caucho también se deposita en los bastidores de los rodillos tensores, las vigas longitudinales y la estructura de acero de la galería.

La interacción es lo que hace que el fertilizante sea tan implacable. La humedad no solo ablanda la cubierta, sino que transporta la sal disuelta del fertilizante a cada corte y a cada borde de la capa, y esa sal sigue actuando incluso después de que la superficie se haya secado. Una muesca que sería meramente estética en una línea de caliza se convierte en una mecha en una línea de urea. Hemos desmantelado cintas transportadoras donde la cubierta superior aún cumplía con las especificaciones después de tres años, mientras que la carcasa entre la segunda y la tercera capa ya se había separado en un tramo de cincuenta metros, simplemente porque la cinta funcionaba mojada, el borde estaba dañado y nadie revisó la parte inferior del hilo de retorno.

Luego está el apelmazamiento, que es un problema de materiales que se convierte en un problema de la cinta transportadora. Los gránulos de fertilizante absorben humedad y, bajo una presión moderada en una tolva, un conducto o una zona de carga con faldón, los gránulos húmedos se adhieren entre sí y a la superficie de la cinta. La capa adherida no se desliza de la forma habitual. Se desplaza alrededor de la polea de entrada, se desprende en grumos sobre el hilo de retorno, se acumula en los rodillos de retorno y, en una galería cerrada, finalmente entra en contacto con la cinta con la fuerza suficiente para arrastrarla lateralmente. El apelmazamiento también se retroalimenta, porque una superficie rugosa y parcialmente recubierta retiene más partículas finas que una limpia.

La abrasión es real, pero rara vez es la causa principal de desgaste. Los gránulos son relativamente suaves, los fertilizantes cristalinos no, y una tolva mal alineada que deja caer el producto a tres metros por segundo sobre una cubierta sin protección destruirá una cinta transportadora, independientemente de la calidad del caucho. Primero, corrija el impacto y la composición química. El grado de desgaste determinará entonces la vida útil de la cinta, en lugar de la duración.

Interpreta esa tabla como un conjunto de instrucciones, no como reglas fijas. Dos plantas que fabrican la misma mezcla de NPK pueden necesitar cintas transportadoras diferentes porque una granula en caliente y la otra recubre en frío, y porque una lava la cinta en cada turno mientras que la otra la lava una vez al mes.

02Recubrimiento y carcasa: lo que se sacrifica por la resistencia química.

La resistencia química se adquiere con algún componente, y generalmente se adquiere con resistencia mecánica. Formular un polímero de recubrimiento que resista la sal húmeda de los fertilizantes suele implicar elegir una cadena principal de polímero con menos enlaces dobles reactivos, saturar la cadena o aceptar un sistema de relleno que no reaccione con el producto. Cada una de estas decisiones reduce la resistencia a la tracción o al desgarro en comparación con una mezcla de caucho natural de uso general, por lo que el mismo espesor de recubrimiento ofrece menor resistencia al corte y al desgaste en el punto de carga. No es posible optimizar ambos aspectos en un recubrimiento de 6 mm.

La respuesta práctica es dejar de intentarlo. Divida la carga a lo largo de la cinta. Utilice un compuesto resistente a los productos químicos donde la cinta entra en contacto con el producto y la humedad, y gestione las cargas mecánicas con la construcción en lugar de con el compuesto. Una cubierta más gruesa en la zona de carga, soportes de impacto debajo de la tolva, un flujo de carga correctamente centrado y una altura de caída reducida contribuirán más a la vida útil de la cinta que cualquier cambio de compuesto individual. Si su proceso requiere que la cinta resista la abrasión y el calor al mismo tiempo que la humedad, la respuesta de ingeniería honesta es que estará seleccionando un compromiso y debería planificar un intervalo de inspección más corto en lugar de pretender que el compromiso no existe. Los principios generales detrás de estas compensaciones se establecen en nuestras notas sobrecinta transportadora industrialfamilias, y el punto de partida para la mayoría de las líneas de fertilizantes es uncinta transportadora de cauchoFabricado con una construcción resistente a la abrasión.

La decisión sobre el polímero de la cubierta

Tres familias predominan. Las cubiertas a base de policloropreno soportan una amplia gama de condiciones ligeramente ácidas y ligeramente alcalinas y mantienen propiedades mecánicas razonables, razón por la cual muchas líneas de fertilizantes las eligen por defecto. Las cubiertas a base de nitrilo, particularmente los tipos de acrilonitrilo medio más blandos, toleran aceites y grasas, así como una exposición química moderada, y son la opción sensata cuando la planta también manipula productos recubiertos u orgánicos polvorientos. Las cubiertas a base de hidrocarburos saturados, ya sean de tipo EPDM para servicio alcalino o un elastómero a base de poliolefina para el servicio mixto más exigente, ofrecen la mejor resistencia a la hidrólisis y a las sales oxidantes, a costa de una menor resistencia al desgarro y un margen más estrecho para el empalme en caliente.

Debajo del polímero se encuentran el relleno y el paquete antidegradante, y es aquí donde las cubiertas baratas pierden su ventaja. Una alta carga de relleno mineral barato mantiene la resistencia a la tracción en teoría, pero deja la cubierta porosa, y una cubierta porosa en una línea de fertilizantes se humedece desde la superficie hacia abajo. Hemos cortado secciones de cubiertas que dieron buenos resultados en una prueba de abrasión en seco, pero que mostraron penetración de humedad de tres milímetros de profundidad después de una sola temporada de lluvias. La cubierta no se estaba desgastando, sino que se estaba disolviendo desde el interior.

Consideremos qué sucede al lavar una correa caliente con agua fría. Una cubierta rellena de minerales se contrae ligeramente más rápido que la capa inferior densa, y cada ciclo de lavado desgasta la unión entre la cubierta y la primera capa. Si se repite este proceso cuatro veces al día durante dos años, la cubierta se separa en los bordes de la correa, donde el agua ya se ha acumulado. Una cubierta de polímero saturado con menor carga de relleno se flexiona con menos tensión interna y mantiene la unión. Esta simple elección de material suele determinar si la correa dura tres o siete años.

La decisión sobre la canal

La carcasa es donde fallan la mayoría de las cintas transportadoras de fertilizantes, y la elección es más limitada que la de la cubierta. El tejido de poliamida conserva mejor su resistencia cuando está mojado que el poliéster, pero se estira más y aumenta de longitud bajo carga constante, lo que implica un mayor recorrido de recogida y un riesgo creciente de desajuste en tramos largos. El tejido de poliéster es dimensionalmente estable y mantiene su longitud, pero el poliéster común se hidroliza en condiciones cálidas y húmedas, especialmente en presencia de residuos alcalinos, por lo que las capas pierden resistencia aunque parezcan intactas por fuera. Este es el mecanismo detrás del modo de fallo más costoso en el transporte de fertilizantes: una cinta que parece estar en buen estado hasta el momento en que se rompe.

Cuando la línea opera en ambientes húmedos y cálidos, especificamos un poliéster estabilizado por hidrólisis o una construcción reforzada con aramida si el peso de la correa y el recorrido de recogida están limitados. La aramida ofrece una resistencia muy alta por unidad de ancho, lo que permite usar menos capas y, por lo tanto, correas más delgadas con una mejor vida útil a la flexión, pero es frágil a la compresión, por lo que requiere buenos diámetros de polea y un manejo cuidadoso durante la instalación. Para terminales de fertilizantes pesados ​​que también manejan otros materiales a granel, una construcción de cable de acero puede ser la plataforma común en toda la planta, y nuestras notas sobrecintas transportadoras de cable de acerocubre donde eso da resultado.

La adhesión entre las capas no es un detalle menor. En una línea húmeda, la capa de adhesión debe resistir el envejecimiento en ambientes húmedos, no solo una prueba de despegue en seco en fábrica. Siempre solicitamos los resultados de una prueba de inmersión en agua caliente seguida de una prueba de despegue de adhesión entre capas en la misma muestra, ya que una cinta transportadora que supera cada prueba por separado aún puede fallar en ambas simultáneamente. Igualmente importante es el compuesto de desbaste entre las capas. Un desbaste denso y de baja permeabilidad bloquea la migración de humedad a lo largo de la interfaz de las capas y es la garantía más económica que se puede adquirir en una línea de fertilizantes húmedos.

03La urea, el fosfato, la potasa y sus mezclas no quieren la misma correa.

Tratar todos los fertilizantes como un solo material es el error de especificación más común que observamos. Los cuatro grupos principales se comportan de manera diferente en la tolva, en el conducto y frente al caucho, y las diferencias son lo suficientemente grandes como para modificar el número de capas, el espesor de la cubierta y la estrategia de limpieza, en lugar de solo el código del compuesto.

Urea: el niño higroscópico problemático

En un almacén seco, los gránulos de urea son suaves, frescos y fluyen con facilidad, lo que les da una apariencia de sencillez. Por encima de una humedad relativa de aproximadamente el 60 %, la urea comienza a absorber agua, y no se limita a humedecerse. Se disuelve en la superficie, formando una solución saturada ligeramente ácida y notablemente móvil. Esta solución penetra en todas las aberturas de la cinta transportadora, incluidos los diminutos canales entre las capas que quedan expuestos en los bordes y en cualquier punto de empalme. Una vez dentro, la solución de urea no se seca fácilmente debido a la humedad del espacio y al calor de la cinta, por lo que la hidrólisis continúa las 24 horas del día.

En una línea de urea de 180 toneladas por hora en una terminal fluvial, reemplazamos una cinta transportadora de poliéster de dos capas que solo había estado en servicio durante catorce meses. La cubierta superior aún conservaba el 70 % de su espesor original y parecía aceptable desde la pasarela. La falla se produjo entre las capas, en una franja que se extendía a unos cuarenta metros del punto de carga, donde la solución de urea había sido absorbida por la flexión y había hidrolizado el tejido. El reemplazo utilizó una cubierta de polímero saturado y capas estabilizadas contra la hidrólisis en los mismos centros de polea, y el sistema de limpieza se reconstruyó al mismo tiempo. Esa cinta aún estaba en servicio después de seis años cuando visité la planta por última vez, y la diferencia en el costo unitario fue mucho menor que el costo de una parada no planificada. Esa es la forma de la decisión, no la cifra asociada.

La urea también requiere especial atención en la zona de carga. Los gránulos son ligeros, por lo que la entrada de aire en la transferencia es elevada, y una falda mal sellada permite que las partículas finas escapen en forma de polvo y se depositen en todas las superficies horizontales de la galería. Ese polvo se rehidrata en la estructura de acero y crea las condiciones de corrosión que se describen más adelante. La cinta transportadora rara vez es el elemento limitante en una línea de urea, pero es a la que todos culpan cuando la planta se detiene.

Mezclas de fosfato y NPK: grumos duros y residuos ácidos.

Las mezclas de fosfato de amonio y NPK se elaboran granulando una suspensión y secándola posteriormente. El producto final es más duro y angular que la urea. Los gránulos desgastan la cubierta en el punto de carga en lugar de cortarla, por lo que el patrón de desgaste es una zona amplia, lisa y pulida bajo la tolva, en lugar de surcos profundos. La composición química también es más agresiva, ya que la acidez residual es mayor y permanece en la cinta transportadora tras la evaporación del agua. Los agentes tamponadores, los aceites de recubrimiento y los aditivos antiaglomerantes utilizados en la mezcla aportan sus propias propiedades químicas.

El modo de fallo predominante en estas líneas es la acumulación de material en la tolva y en la goma de la falda. La mezcla húmeda se endurece y la masa compactada cae sobre la cinta en bloques de varios kilogramos. He visto un solo bloque de NPK compactado que desprendió una cinta de tres capas de sus rodillos de entrenamiento y atascó la falda de tal manera que el accionamiento se disparó por sobrecarga. La cinta no sufrió daños. El turno de mantenimiento no. Reducir el tiempo de permanencia disponible, calentar la tolva y mantener una ligera pendiente descendente en la transferencia son medidas de protección de la cinta, aunque ninguna de ellas la toque directamente.

Potasa: soluble, cristalina y ligeramente corrosiva.

Las sales de potasio son neutras o ligeramente alcalinas, lo que las hace parecer inofensivas en una tabla de compatibilidad, pero en la práctica son todo lo contrario. Son extremadamente solubles, por lo que cualquier rastro de humedad produce una salmuera concentrada que se filtra a los mismos lugares que la solución de urea. A medida que el agua se evapora, esta salmuera cristaliza, y el crecimiento de los cristales genera presión. Hemos observado cómo la potasa cristaliza detrás de la goma de la falda levanta la goma de la cinta transportadora, y cómo la cristalización dentro de los orificios de los pernos de la cinta inicia grietas que posteriormente se propagan a través de ella. Las líneas de potasa también dañan la estructura de acero, ya que la sal residual acelera la corrosión en los bastidores de los rodillos tensores y en la parte inferior del techo de la galería, desde donde caen escamas de óxido sobre el filamento de retorno.

Cal, yeso y acondicionadores de suelo: el extremo abrasivo de la familia.

Estos materiales se sitúan en el extremo opuesto del espectro. Son alcalinos, se humedecen rápidamente formando una pasta y son genuinamente abrasivos. Una línea de acondicionador de cal desgastará una cubierta en una fracción del tiempo que tarda una línea de urea, y la misma pasta que desgasta la cubierta también se acumula en los rodillos de retorno hasta que dejan de girar. En este trabajo, se compra una cubierta gruesa y resistente al corte, se acepta que la banda no tolerará extremos químicos indefinidamente y se planifica un sistema de limpieza agresivo desde el principio. Cuando el punto de carga es particularmente exigente,Cinta transportadora resistente a impactos y cortesLa construcción justifica el peso adicional del cinturón, y nuestras notas sobreCinta transportadora resistente a la abrasiónLas calificaciones explican cómo se traducen los índices de desgaste en vida útil.

Cuando la línea también tiene que manejar una pendiente pronunciada hacia un silo de almacenamiento, el perfil de la superficie importa tanto como el compuesto, y unCinta transportadora en forma de chevrónsuele ser mejor respuesta que una cinta transportadora lisa que funciona en un ángulo inseguro. Para transferencias donde el fertilizante debe estar contenido dentro de una elevación vertical o una esquina estrecha, unacinta transportadora de pared lateralelimina los derrames que de otro modo terminarían en la estructura. El extremo de accionamiento de la planta merece la misma atención que el lado de transporte, y las correas que impulsan los ventiladores, sopladores y cribas se seleccionan de manera muy diferente a la cinta transportadora principal, ya que los fabricantes de unafabricante de correas de transmisiónlo confirmaré.

Existe otra variable que influye en todo esto. A menudo se asume que la temperatura del producto en el punto de carga es igual a la temperatura ambiente, pero rara vez es así. Los gránulos que salen de un enfriador pueden tener una temperatura superficial de entre 45 y 60 °C, y un producto recubierto puede estar más caliente en su interior. El contacto repetido con el producto caliente ablanda el compuesto de recubrimiento, que sería perfectamente utilizable en una línea fría, y acelera todas las reacciones químicas que ya se estén produciendo. Solicite la temperatura medida del producto en la cinta transportadora, no el valor de diseño que figura en la hoja de proceso.

04Absorción de humedad, apelmazamiento y el material que nunca se va.

El arrastre de material es el elemento con menor presupuesto en las líneas de fertilizantes, y es el mecanismo que convierte un simple desgaste de la cinta transportadora en un problema de corrosión. El producto que no se descarga en la polea de entrada retrocede por la cinta de retorno, se acumula en los rodillos de retorno, cae en grumos a lo largo de toda la cinta y se compacta en el espacio entre el borde de la cinta y la estructura. Todas las quejas del propietario de la planta, desde desajustes en la trayectoria hasta estructuras oxidadas y misteriosas sobrecargas en el accionamiento, se remontan a esa capa de material.

La cantidad de material arrastrado depende de tres factores que están bajo el control del ingeniero. El primero es el estado de la superficie de la cubierta, ya que una cubierta rugosa por abrasión o parcialmente hinchada por ataque químico libera el producto con menos eficacia que una lisa. El segundo es el ángulo de envoltura y la velocidad en la polea de cabeza. Las cintas transportadoras más rápidas descargan más material retenido con la misma fuerza de limpieza, y un pequeño aumento de velocidad puede duplicar la tasa de arrastre. El tercero es el propio sistema de limpieza, y la industria de fertilizantes suele utilizar cualquier limpiador que haya sobrado de un proyecto anterior.

Lo que diferencia al fertilizante del carbón o los áridos es que el residuo arrastrado no se desprende simplemente en grumos secos. El fertilizante húmedo se adhiere a los rodillos de retorno formando una capa que se endurece al evaporarse el agua, y una vez que esa capa se endurece, el rodillo deja de girar. Un rodillo de retorno detenido se desgasta en pocos días y, a partir de entonces, roza la cinta transportadora, generando calor y puliendo la superficie inferior. Extrajimos un juego de rodillos de retorno de una línea de potasa donde cuatro de los once estaban atascados y los siete restantes tenían una costra de fertilizante de 15 milímetros de espesor en la carcasa. La parte inferior de la cinta parecía haber sido lijada. Nadie lo había revisado porque los rodillos estaban dentro de una galería cerrada.

La costra también atrapa la humedad contra el acero, y ahí es donde comienza la corrosión estructural. Cada kilogramo de producto retenido en la tubería de retorno es un kilogramo de sal en contacto permanente con el acero pintado. Una vez que la pintura se daña, la corrosión avanza bajo la costra, donde no se puede ver ni volver a pintar. Por eso, consideramos la limpieza y la inspección como una sola tarea, no como dos. Si se limpia correctamente, se puede inspeccionar. Si se inspecciona, se detecta la costra antes de que se convierta en un problema estructural.

La elección del dispositivo de limpieza merece más atención de la que suele recibir. Un rascador primario simple instalado en la polea del cabezal es lo mínimo, y en tareas de fertilización rara vez es suficiente. Un limpiador secundario detrás de este elimina la fina película que deja el primario, y esa fina película es precisamente la fracción que se apelmaza. El tipo de material determina la geometría y el compuesto de la cuchilla. Las cuchillas de poliuretano blando comprimen en lugar de raspar, lo cual es útil en una cinta transportadora que ya está químicamente ablandada, mientras que las cuchillas más duras raspan mejor en productos cristalinos secos, pero corren el riesgo de dañar una cubierta hinchada. Cuando el producto es pegajoso, un cepillo giratorio puede superar a cualquier cuchilla fija, siempre que el cepillo se limpie con la misma frecuencia que la cinta transportadora. Nuestras notas sobreCómo los rodillos de impacto protegen las cintas transportadorascubrimos el lado del punto de carga del mismo problema, y ​​la mecánica de sellar el polvo húmedo fuera de un rodamiento de rodillos se expone en nuestro artículo sobre elSoporte antipolvo con sello de laberinto.

Si está consolidando repuestos en toda una planta, mantenga los componentes de limpieza agrupados con el resto del hardware de la cinta transportadora en lugar de tratarlos como tuberías consumibles.componentes de transportadoresUna lista que incluye cuchillas de limpieza, goma de falda, bastidores de rodillos y poleas en un solo programa es mucho más fácil de mantener actualizada, y es el tipo de pedido consolidado que uncintas transportadoras al por mayorEl programa está diseñado para manejar. Para líneas donde la cinta ya muestra problemas de seguimiento causados ​​por arrastre asimétrico, vale la pena revisar la geometría del hilo de retorno con undistribuidor de cinta transportadoraque puede inspeccionar todo el recorrido en lugar de simplemente suministrar la cinta. Los elementos rodantes también importan aquí, y las diferencias entre unrodillo tensor, arueda de retornoy unrueda tensora de impactoNo se trata solo de la capacidad de carga en una línea de fertilizante húmedo, ya que el sistema de sellado determina cuánto tiempo sigue girando el rodillo una vez que entra en contacto con el polvo húmedo del fertilizante.

05Lavado, control de residuos y efectos del agua en una correa

Lavar una cinta transportadora de fertilizantes no es limpiarla. Es un proceso químico que se realiza varias veces al día sobre un componente de caucho y merece la misma atención técnica que la selección de la propia cinta. El agua disuelve los residuos de fertilizante que, de otro modo, se apelmazarían, que es precisamente el objetivo. Luego, esa agua, que ahora contiene sales disueltas, debe abandonar completamente la cinta. Si no lo hace, se sustituye un problema de residuos secos por un problema de corrosión e hidrólisis en húmedo, y la versión húmeda es mucho más destructiva.

Las tres variables que determinan si el lavado es beneficioso o perjudicial son la temperatura del agua, su composición química y el tiempo de secado. El agua fría sobre una cinta caliente somete la cubierta a un impacto y debilita la unión entre la cubierta y la capa mediante contracción diferencial, y repetir este proceso cuatro veces por turno durante dos años produce la separación de los bordes que describimos anteriormente. El agua tibia a una temperatura moderada reduce el impacto y disuelve los residuos más rápidamente. Cuando una planta utiliza agua de proceso reciclada, esta puede estar ya saturada con sales de fertilizante y ser ligeramente ácida, en cuyo caso cada lavado supone una nueva aplicación de la misma sustancia química que está deteriorando lentamente la cinta. Al inspeccionar una línea, el agua de lavado es una de las primeras muestras que solicitamos.

El secado es la variable que con mayor frecuencia se ignora. Una cinta transportadora que entra en la zona de carga aún mojada no puede descargar correctamente, por lo que el segundo turno comienza con el producto ya adherido a la superficie. Las cintas mojadas también transfieren humedad a la carga, lo que empeora la acumulación de producto en el silo. Cuando una línea se lava al final de un turno y se deja mojada durante la noche en una galería cerrada, la cinta permanece en una atmósfera húmeda y saturada durante ocho horas con residuos de sal. Esto equivale a una prueba de inmersión en agua caliente que se realiza cada noche, y la cinta se comportará en consecuencia.

En una línea de mezcla de fosfato en una planta costera, encontramos que todo el problema radicaba en el circuito de lavado. Las boquillas estaban instaladas sobre una sección abierta, por lo que el rocío se dispersaba sobre la estructura y la línea de retorno, y las bandejas de drenaje estaban mal orientadas, acumulando agua contra el borde de la cinta transportadora en el tramo de retorno. La cinta transportadora en sí era de especificaciones adecuadas, elegida por un comprador competente. Falló a los diecinueve meses en el borde, justo donde se acumulaba el agua. Trasladar las cajas de pulverización a una sección cerrada, invertir la pendiente del drenaje e instalar una simple cuchilla de aire delante de la zona de carga requirió dos días de trabajo, y la cinta transportadora de repuesto seguía funcionando cuando la planta cambió de propietario. En ese caso, nadie cambió el compuesto.

El control de residuos es fundamental para mantener todo bajo control. Es necesario eliminar las sales solubles, lo que implica un volumen de agua adecuado en el lugar preciso, en lugar de una simple pulverización. Las pastas insolubles deben rasparse antes de que se solidifiquen, lo que requiere un régimen de limpieza adaptado al proceso y no al horario de turnos. El producto que ya se ha endurecido debe retirarse antes de que vuelva a entrar en la tolva, ya que el fertilizante solidificado se comporta como una roca y dañará la cinta transportadora donde caiga. Además, toda superficie que retenga agua necesita un drenaje, incluyendo los bastidores de los rodillos, los faldones, las vigas y la parte inferior del techo de la galería.

La validación es tan importante en el lado de la limpieza como en el lado de la cinta transportadora. Si un proveedor afirma que su rendimiento en el envejecimiento en húmedo es bueno, solicite una prueba de inmersión en agua caliente y una comparación posterior de fatiga por flexión con respecto a un control sin envejecer, no una sola cifra de tracción en seco. Una cinta que da buenos resultados en seco y malos en húmedo es la clásica trampa de fertilizantes. La misma disciplina se aplica a toda la cinta transportadora, por lo que es necesario un enfoque a nivel de planta para las pruebas y la trazabilidad, en línea con lo establecido en nuestras notas sobreseguro de calidadtermina siendo más barato que una serie de reemplazos de emergencia. Los compradores que piden varios cinturones a la vez para una campaña de temporada merecen conocer el lote, la fecha de curado y los resultados de las pruebas previas al envío, y cualquier problema grave.fábrica de cintas transportadorasles proporcionará sin ser presionados. Cuando una planta también utiliza accionamientos auxiliares, se aplica la misma disciplina de lotes a las correas de cuña y de banda procedentes de unfabricante de correas trapezoidales, porque una correa de transmisión defectuosa en un soplador crítico detiene la línea con la misma eficacia que una cinta transportadora rota.

Si la planta manipula productos recubiertos, aditivos antiaglomerantes oleosos o mezclas orgánicas junto con fertilizantes minerales, la cobertura también debe extenderse a la resistencia a aceites y grasas, ya que la misma cubierta que repele el agua salada puede hincharse al entrar en contacto con un aceite de recubrimiento. Nuestras notas sobreCinta transportadora resistente al aceiteLas calificaciones explican dónde importa eso, y para las líneas que también envasan el producto terminado, las expectativas de higiene de unenvases de alimentosLas cintas transportadoras son un punto de referencia útil incluso cuando las normas sobre fertilizantes difieren. El soporte de servicio en toda la instalación, desde el estudio hasta la supervisión del empalme, se describe en nuestraserviciopáginas.

06Abrasión y temperatura cuando coinciden

El desgaste en una cinta transportadora de fertilizantes no se distribuye uniformemente ni se debe a una sola causa. El punto de carga representa la mayor parte de la pérdida de la capa superior en casi todas las líneas que inspeccionamos, ya que es allí donde el flujo descendente del producto convierte la energía potencial en una acción de corte y abrasión en un área pequeña. Los faldones contribuyen con la siguiente mayor proporción, generalmente porque el caucho se presiona demasiado contra la cinta y actúa como un abrasivo estacionario. Las paredes de la tolva y cualquier metal fijo en la trayectoria del producto contribuyen con el resto. En comparación, la abrasión por deslizamiento que ocurre a lo largo del tramo de transporte es moderada, razón por la cual una cinta puede desgastarse hasta la tela debajo de la tolva mientras que la capa superior cien metros más abajo apenas se ve afectada.

Por eso, la prueba de abrasión en tambor giratorio, por muy útil que sea, nunca predice la vida útil por sí sola. Esta prueba mide la resistencia al desgaste por deslizamiento en condiciones controladas. No dice nada sobre cómo se comporta el compuesto cuando una partícula lo golpea en ángulo, nada sobre cómo una cubierta endurecida propaga un corte, ni absolutamente nada sobre el entorno químico. Dos compuestos con la misma pérdida por abrasión en tambor pueden diferir hasta en un factor de dos en su vida útil real en una línea de fertilizantes. Lo que sí se correlaciona bien con el comportamiento en el punto de carga es una combinación del resultado de la abrasión angular y la resistencia al desgarro de la cubierta, evaluada en muestras que se han envejecido en húmedo en lugar de en un horno seco.

La temperatura llega desde tres direcciones a la vez y complica cada uno de esos mecanismos. El producto caliente a 45-60 °C ablanda la cubierta y reduce su resistencia al corte, por lo que una formulación que resiste una línea fría se dañará en una caliente. El calor ambiental dentro de una galería cerrada en un día soleado puede elevar las temperaturas superficiales muy por encima de la temperatura del aire, especialmente en el hilo de retorno donde no hay producto que proteja la correa. Y en el lado de accionamiento, los mismos efectos térmicos modifican la tensión de la correa, ya que una correa caliente es más extensible que una fría y el tensado debe seguirla.

Donde la abrasión y el calor se encuentran, el modo de falla cambia de forma. En lugar de una zona de desgaste lisa y pulida, se obtiene una superficie agrietada, con finas fisuras que irradian desde la zona de impacto. Estas fisuras son el punto de entrada de la humedad. En una línea de fertilizantes cubierta, cálida y húmeda, la secuencia es predecible. El calor envejece la cubierta, el envejecimiento la endurece, el endurecimiento reduce la resistencia al corte, los cortes permiten la entrada de agua salada, el agua salada hidroliza la interfaz de las capas y la cinta falla en la carcasa mientras que la cubierta aún parece tener años de vida útil. He visto exactamente este patrón en una transferencia de NPK caliente donde la planta había instalado una excelente cubierta resistente a la abrasión con un curado estándar, y donde el sistema de curado, no la clasificación de abrasión, resultó ser la decisión limitante.

Las uniones concentran estos riesgos. Una unión vulcanizada es la única opción sensata para el transporte de fertilizantes húmedos, ya que los sujetadores mecánicos crean orificios por donde la humedad llega a la estructura de la cinta, y el sujetador mismo se corroe en un ambiente salino. Aun así, la unión es la zona de mayor tensión de la cinta transportadora, y su unión debe soportar la misma exposición química que la cubierta. Cuando una cinta debe unirse en una galería húmeda, la unión requiere un ambiente seco, la presión correcta y un programa de curado adaptado al compuesto, y debe inspeccionarse con mucha más frecuencia que el resto de la cinta.

Para aplicaciones donde el producto está realmente caliente, ya sea porque el proceso lo exige o porque el enfriamiento es incompleto, el compuesto debe seleccionarse en primer lugar por su estabilidad térmica y, en segundo lugar, por su resistencia a la abrasión. Nuestras notas sobreCinta transportadora resistente al calorLos grados explican cómo difieren las opciones de polímero y curado para el calor sostenido, y dónde el riesgo es un punto caliente en lugar de una temperatura sostenida el enfoque en uncinta transportadora resistente al fuegoEs importante comprender las especificaciones, incluso si la planta no las requiere formalmente. El diámetro de la polea importa más de lo habitual en estas líneas, porque una polea de tamaño insuficiente flexiona una cubierta rígida y envejecida más allá de su capacidad de elongación, y nuestras páginas sobrepoleas transportadorasestablecer la relación entre el diámetro, el número de capas y la rigidez de la correa. El hardware de seguimiento diseñado para una correa pesada y húmeda también es parte de la respuesta, y la diferencia entre unarodillo tensor autoalineabley un fijoocioso de entrenamientoEsto se hace evidente en una línea donde el arrastre de material ya ha provocado un incidente de seguimiento erróneo.

Un dato que siempre solicitamos durante una encuesta es la velocidad de la cinta transportadora. En más de una ocasión, una planta ha aumentado el rendimiento incrementando la velocidad de la cinta, y luego se ha preguntado por qué se duplicó el desgaste. Una mayor velocidad aumenta la energía de impacto en el punto de carga, reduce el tiempo disponible para la limpieza, genera más residuos arrastrados y empuja más aire y polvo hacia la galería. Si es necesario aumentar el tonelaje, la solución de ingeniería más económica suele ser una cinta más ancha que funcione a la velocidad original, no una cinta más rápida que funcione con el ancho original. También vale la pena comprobar la afirmación en lugar de basarse en el folleto, y cualquierproveedor de cintas transportadorasQuien comprenda la normativa sobre fertilizantes enviará datos sobre la abrasión en tambor, la resistencia al desgarro y la adhesión en húmedo del compuesto exacto que se ofrece, junto con el lote y la fecha de curado del material cotizado.

07Galerías cerradas, estructuras de acero y el circuito de corrosión

Las plantas de fertilizantes suelen estar cerradas, y con razón. El producto es higroscópico, se dispersa con el viento y, en algunos casos, es sensible a la lluvia. El cerramiento resuelve un problema, pero crea otro, ya que una galería cubierta protege de la lluvia, pero también retiene la humedad, el polvo y el calor. El resultado es un microclima húmedo y constante donde el mismo polvo cargado de sales que se deposita en la cinta transportadora se deposita en los rodillos, las vigas, los soportes y la estructura del techo, convirtiendo cada una de estas superficies en un foco de corrosión.

El problema es fácil de describir, pero difícil de solucionar. El polvo húmedo se deposita sobre la estructura metálica. La corrosión comienza bajo el polvo. Los bastidores y soportes de los rodillos corroídos modifican la geometría del recorrido de la cinta. Un soporte que ha perdido sección, o un bastidor de rodillo que se ha sustituido por uno de diferente altura, provoca que la cinta se asiente de forma desigual. El apoyo desigual aumenta la carga en el borde y el arrastre hacia un lado. Un mayor arrastre significa más polvo, que se deposita sobre más estructura metálica. En varias plantas, el problema visible de la cinta era un fallo de seguimiento que no se podía corregir, y la causa subyacente era un conjunto de soportes corroídos que habían modificado el perfil del canal de toda la cinta.

La condensación es un mecanismo subestimado. En una galería cerrada, el aire es cálido y húmedo durante la producción y se enfría durante la noche, por lo que la humedad se condensa en las superficies más frías: la parte inferior del techo, los rodillos de acero y el cable de retorno. Este condensado gotea sobre la cinta transportadora y la estructura inferior. Cuando la planta opera solo un turno al día, la cinta puede permanecer más horas mojada por la condensación que por la limpieza. La solución es la ventilación. Las galerías que se ventilan por ambos extremos, idealmente con una ligera corriente de aire a lo largo del recorrido en lugar de transversalmente, se mantienen mucho más secas que las cajas selladas, y la diferencia en la vida útil de la estructura de acero se mide en años en lugar de meses.

La elección de materiales para la estructura debe basarse en la exposición al sol, no en la lista de costos. El acero al carbono pintado convencional es aceptable donde se puede inspeccionar y repintar, lo que significa que no es aceptable donde se encuentra detrás del revestimiento o bajo una capa de producto. Las secciones galvanizadas, los sujetadores de acero inoxidable y los componentes no metálicos en las zonas más expuestas cuestan más en la instalación y mucho menos a lo largo de la vida útil de la planta. Es frecuente ver plantas donde la cinta transportadora se ha reemplazado tres veces mientras los mismos soportes se han estado corroyendo silenciosamente, y la segunda y tercera cinta fallaron prematuramente porque funcionaban sobre un bastidor deformado.

Los componentes rodantes merecen una mención especial. En una línea de fertilizantes húmedos, el sistema de sellado determina la vida útil del rodillo mucho más que la capacidad del rodamiento, porque el modo de falla es casi siempre la entrada de fluidos en lugar de la fatiga. Un rodillo con un sello de laberinto bien diseñado y un depósito de grasa funcionará durante años, mientras que un rodillo con protección abierta en la misma posición se atascará en cuestión de meses. Cuando las cargas son pesadas o el recorrido es largo,rodillo transportador de acerocon un sello robusto es una mejor inversión que un rodillo más ligero con una generosa capacidad de carga, y donde la flexibilidad de la correa importa en un recorrido curvo u ondulado, unguirnalda ociosaEl conjunto puede reducir la carga abrupta que acelera el daño de la cubierta. La cuestión más amplia de cómorodillos transportadoresEs conveniente que se especifique que, para un entorno corrosivo, conviene plantearlo al proveedor antes de que se defina el diseño del bastidor, ya que sustituir el diseño del bastidor posteriormente es mucho más problemático que sustituir una correa.

Las plantas que lo hacen bien suelen compartir un hábito. Tratan la cinta transportadora como un sistema con un único responsable de mantenimiento, en lugar de como un elemento de caucho propiedad del departamento de compras y un elemento de acero propiedad del departamento de obras civiles. En las instalaciones de fertilizantes de larga duración, solemos encontrar una ruta de inspección con puntos de control fijos, un inventario de las piezas que fallan y un presupuesto para la corrosión que se gasta antes de que el revestimiento oculte el problema. Este mismo enfoque sistémico se observa en la forma en que otras industrias de materiales a granel abordan el problema.planta de cementocintas transportadoras,minería y canterasdeber ymanipulación de materiales a granel en puertodonde la misma combinación de humedad, finos y estructura de acero impulsa el plan de mantenimiento. Cualquiera que diseñe una galería de fertilizantes puede tomar prestado mucho de esas industrias y la disposición de lasoportes de transportadorEs un buen punto de partida, ya que el diseño del soporte determina si el material puede drenar o si se acumula.

08Cómo combinar el cinturón con tu línea y adónde va realmente el dinero

La selección comienza con una ficha técnica que la mayoría de las plantas ya tienen y que pocos compradores leen en voz alta. Análisis del producto con el contenido de humedad en el punto de carga. Temperatura del producto medida en la cinta transportadora en lugar de en el reactor. Rendimiento en toneladas por hora, más el pico que se produce durante un aumento repentino de la producción. Ancho, velocidad, inclinación y elevación de la cinta. Si la galería está cerrada y con qué frecuencia se lava. Si la planta opera en uno o tres turnos, ya que una cinta que se seca todas las noches envejece de forma diferente a una que permanece húmeda. Diez minutos con esa información son mucho mejores que una hora comparando códigos de compuestos.

Luego se clasifican los compromisos, y esta clasificación es lo que determina el resultado. La protección química y contra la humedad es prioritaria en una línea húmeda, ya que protege la carcasa, y una falla en la misma es un evento catastrófico, imprevisto y costoso. El espesor de la cubierta en el punto de carga ocupa el segundo lugar, porque es allí donde se concentra el desgaste y donde el caucho adicional representa una inversión económica. La resistencia del compuesto en toda la banda ocupa el último lugar, ya que una especificación general de alta abrasión garantiza una mayor vida útil de la banda, la cual puede destruirse por hidrólisis mucho antes de que se consuma la cubierta. Invertir este orden es el error de especificación más frecuente y costoso en esta industria.

Un ejemplo práctico de una terminal portuaria.

Una terminal con la que trabajamos tenía dos líneas paralelas: una para descargar urea de un barco y otra para descargar roca fosfática en una planta de mezcla. Ambas tenían el mismo ancho de cinta, la misma velocidad y un tonelaje similar, y el equipo de mantenimiento quería una sola especificación de cinta para ambas, de modo que se pudieran compartir las piezas de repuesto. Nosotros propusimos dos. La línea de urea necesitaba una cubierta de polímero saturado y capas estabilizadas contra la hidrólisis para soportar un funcionamiento continuo en condiciones de humedad, mientras que la línea de roca necesitaba resistencia a la abrasión y podía tolerar una construcción más sencilla y económica. Una única especificación de compromiso habría sido químicamente adecuada para la línea de urea, pero mecánicamente insuficiente para la de roca, lo que significaba que el beneficio de compartir las piezas de repuesto se habría visto anulado por un intervalo de reemplazo más corto en una de las dos líneas. El equipo mantuvo dos especificaciones, estandarizó las poleas, los rodillos tensores y el kit de empalme en ambas líneas, y reportó menos paradas de emergencia al año siguiente que en los tres anteriores.

Ese es el modelo que vale la pena imitar. Estandarice el hardware alrededor de la correa, no la correa alrededor del hardware, porque el hardware es intercambiable entre diferentes funciones, a diferencia de los componentes compuestos.

El coste de una cinta transportadora de fertilizantes depende de un número reducido de decisiones, y casi ninguna de ellas tiene que ver con el precio de venta. El número de capas y el material de las mismas determinan el coste de la carcasa y también la tensión de trabajo, que a su vez determina el diámetro de la polea y, por lo tanto, el coste de toda la estructura del transportador. El grosor de la cubierta y la familia de polímeros determinan el coste del caucho y también el intervalo de sustitución. El método de empalme determina el coste de instalación y, lo que es más importante, el perfil de riesgo durante los dos primeros años de funcionamiento. El plazo de entrega determina la estrategia de repuestos, ya que una cinta que tarda mucho en llegar debe mantenerse en stock en lugar de pedirse solo cuando falla.

Cuando una planta nos pide que reduzcamos el costo de las cintas transportadoras, buscamos decisiones que puedan modificarse sin afectar su funcionamiento. Consolidar anchos, estandarizar la construcción de las capas en varias cintas, comprar el mismo kit de empalme y tener una cinta de repuesto para las dos líneas más críticas suele generar un ahorro mayor que reducir la calidad de cualquier especificación. Lo que evitamos es reducir la protección contra la humedad en una línea húmeda, ya que ese ahorro en particular normalmente se pierde en dos años debido a una falla en la cinta en el peor momento posible.

Una última medida de disciplina. Cada correa que enviamos para su uso en fertilizantes se envía con su registro de prueba, y cada afirmación que hacemos sobre el envejecimiento en húmedo se puede rastrear hasta una prueba que el comprador puede repetir. Los compradores que deseen comprender cómo se organiza la gama más amplia antes de acotarla a una especificación para fertilizantes encontrarán el enfoque de comparación en nuestraGuía de tipos y calidades de cintas transportadorasútil, junto con los controles de calidad en nuestras notas sobreEspecificaciones del cinturón y capacidad de cargay las rutinas de inspección en nuestro artículo sobremantenimiento de la correa y prevención de fallas. Donde una planta maneja otros materiales a través del mismo transportador, desdereciclajeflujos a productos envasados ​​encorreas de distribuciónEn la sala de ensacado, se debe revisar la especificación del fertilizante en función de cada impuesto adicional, en lugar de asumir que lo cubre.

Envíenos el análisis del producto y le recomendaremos una construcción por escrito.

09Preguntas frecuentes

¿Realmente necesita una línea de producción de fertilizantes una cinta transportadora diferente a la de una línea de manipulación de materiales a granel en general?

Sí, y la diferencia radica más en la estructura que en la cubierta. La cubierta de una cinta transportadora de uso general resistente a la abrasión puede soportar el fertilizante durante varios años, pero la humedad que se transporta con el producto llegará a las capas de tejido a través de los bordes, los empalmes y cualquier corte, y ahí es donde se acumula el daño. Las capas de poliéster comunes pierden resistencia cuando se mantienen húmedas y calientes, y esta pérdida es invisible desde el exterior. Una cinta transportadora diseñada para el manejo de fertilizantes utiliza capas estabilizadas contra la hidrólisis, una capa intermedia densa entre capas y una cubierta seleccionada por su tolerancia química, por lo que la cinta mantiene su resistencia incluso cuando nunca se seca completamente entre turnos.

¿Es buena idea lavar la correa después de cada turno?

No es bueno ni malo en sí mismo. El lavado elimina la sal soluble que, de otro modo, permanecería en la superficie y seguiría actuando sobre el caucho, por lo que la intención es correcta. El problema radica en el agua que queda. El agua fría sobre una cinta caliente daña la cubierta y afecta la línea de unión entre la cubierta y la primera capa, y el agua que se deja en la cinta durante la noche en una galería cerrada supone una exposición continua a la humedad durante ocho horas. Lave con agua a temperatura moderada, añada drenaje para evitar la acumulación de agua, proporcione ventilación para que la cinta se seque correctamente y analice el agua de lavado si la planta la recicla, ya que el agua reciclada, que ya contiene sales de fertilizante, está aplicando los mismos productos químicos que se intentan eliminar.

¿Qué causa la formación de grumos duros que aparecen al momento de la descarga junto con el producto?

Esos grumos son fertilizante fraguado y se forman donde el producto húmedo permanece bajo presión durante un tiempo prolongado. Los lugares habituales son el interior de la tolva, el bolsillo detrás de la goma de la falda y la base de una tolva que no se vacía por completo. Los grumos salen con el producto, caen sobre la cinta transportadora como bloques en lugar de gránulos y pueden desviar la cinta de sus rodillos guía o atascar una falda. La solución se encuentra en el proceso, no en la cinta. Reduzca el tiempo de permanencia, mantenga la tolva lo suficientemente caliente para evitar la condensación, evite las secciones planas donde el producto pueda acumularse y limpie los bolsillos con una frecuencia que se ajuste a la velocidad de fraguado de su mezcla.

¿Puede una única especificación abarcar la urea, la potasa y un producto mezclado en la misma planta?

Puede ser, pero generalmente no debería. La urea requiere la máxima protección contra la hidrólisis y la sal higroscópica. La potasa castiga cada fijación y cada corte con cristalización de salmuera. Las mezclas combinan una acidez suave con gránulos duros y angulares que consumen la cubierta en el punto de carga. Una especificación de compromiso será químicamente adecuada para el servicio más agresivo y mecánicamente marginal para el más abrasivo, lo que significa que una de las líneas necesitará ser reemplazada pronto de todos modos. Lo que vale la pena estandarizar es el hardware alrededor de la correa, ya que las poleas, los rodillos tensores, los soportes y los kits de empalme pueden compartirse entre diferentes servicios, incluso cuando la construcción de la correa no lo permite.

¿Con qué frecuencia deben inspeccionarse las cubiertas en una línea de producción húmeda?

Con mayor frecuencia que la mayoría de las plantas, y en puntos fijos en lugar de dondequiera que se encuentre la pasarela. Mida el espesor de la cubierta bajo el punto de carga cada mes, ya que es el único lugar donde el desgaste es significativo y la medición toma minutos. Gire los rodillos de retorno manualmente durante cada parada programada y registre los que se resistan, ya que un rodillo atascado pule la parte inferior de la cinta y concentra la carga en el borde. Revise visualmente el empalme cada semana en una línea que se lava diariamente. Finalmente, observe la estructura por encima y por debajo de la cinta, ya que los daños por corrosión en los soportes y marcos se manifiestan como problemas de seguimiento mucho antes de que aparezcan en un informe estructural.

¿Qué pruebas debería solicitar un comprador antes de aprobar un cinturón para este uso?

Solicite datos de prueba sobre el compuesto y la construcción exactos que se ofrecen, no sobre la familia en general. La pérdida por abrasión en tambor y la resistencia al desgarro le brindan una imagen mecánica. Una prueba de inmersión en agua caliente seguida de una prueba de despegue de adhesión de capas en la misma muestra envejecida le brinda una imagen de la humedad, y esta combinación es más informativa que cualquiera de las pruebas por separado. Una comparación de fatiga por flexión antes y después del envejecimiento en húmedo muestra si la correa se rigidiza en servicio. Solicite también el lote y la fecha de curado, el plano de construcción con el número de capas y el tipo de desbaste, y el método de empalme recomendado. Cualquier fabricante que realice estas pruebas de forma rutinaria proporcionará los resultados sin objeciones. Si los datos son difíciles de obtener, eso le dice algo útil sobre el proveedor, así como sobre la correa.