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Selección de filtros de cartucho para operaciones de recubrimiento en polvo

2021-07-06

A medida que los estándares de emisión de aire se han vuelto cada vez más estrictos en los últimos veinte años, la tendencia hacia el recubrimiento en polvo, que generalmente elimina los COV y los desechos peligrosos generados por los métodos de pintura más tradicionales, continúa creciendo a medida que ingresamos al siglo XXI. Contribuyó en gran medida a este crecimiento la llegada del sistema de recuperación del filtro de cartucho a principios de la década de 1980, que permitió a los terminadores de metal utilizar hasta el 99% de la pintura en polvo comprada. Este avance en la tecnología de recuperación de polvo mejoró drásticamente la productividad del recubrimiento en polvo y permitió a los encargados de acabado obtener importantes ahorros de costos al cambiar de líquido a polvo.

Hoy en día, el colector de filtro de cartucho es el tipo más popular de sistema de separación y recuperación de polvo en el mercado. El enfoque de este artículo estará en el aspecto más crítico de este sistema, el filtro de cartucho. Discutiremos la gama de productos disponibles, el efecto que las diferentes condiciones y circunstancias pueden tener sobre el rendimiento del filtro y qué tipos de cartuchos deben seleccionarse para estas diversas situaciones. Al hacerlo, esperamos mostrar por qué los filtros de cartucho utilizados en equipos de recubrimiento en polvo deben verse como algo más que una simple mercancía.

El reemplazo del filtro de cartucho puede ser uno de los mayores gastos operativos en un sistema de cabina de polvo. Por lo tanto, adoptar una mentalidad de «compraré lo que vino con el sistema» o elegir un filtro basándose únicamente en el precio puede ser un error costoso. Comprar la opción de precio más bajo puede resultar más caro a largo plazo, ya que normalmente existen algunas razones indeseables por las que es el artículo más barato. Si bien la vida útil y el precio del filtro determinan el costo de reemplazo del cartucho, el rendimiento mejorado del filtro (es decir, mayor eficiencia, menor caída de presión, menor tiempo de inactividad para mantenimiento, mejor calidad de recuperación, etc.) puede tener un impacto aún mayor en el costo total de operar un sistema de pólvora. El flujo de aire constante, por ejemplo, es un factor crítico necesario para el funcionamiento eficiente de la cabina. La velocidad del aire a través de la cabina de aplicación debe estar entre 100-120 pies por minuto para garantizar una buena eficiencia de transferencia y para evitar que el exceso de pulverización se desplace fuera de la cabina. Seleccionar el filtro de cartucho incorrecto es una forma de comprometer el flujo de aire constante a través de un sistema.

Existe una amplia gama de productos de filtro de cartucho de polvo disponibles en la actualidad: diferentes medios, varios tratamientos, así como tecnologías de fabricación personalizadas (es decir, juntas especiales, variación en el número de pliegues, diseño, profundidad y espaciado, etc.). Para garantizar un rendimiento y un valor óptimos, se deben considerar las capacidades de diseño y las limitaciones del filtro, además de los factores de aplicación que pueden tener un impacto en el rendimiento de un filtro.

Hay tres estilos de medios que se utilizan normalmente en los cartuchos de polvo: celulosa, poliéster hilado y membrana de politetrafluoroetileno expandido (PTFE). 100% celulosa y mezcla 80/20 (80% celulosa – 20% poliéster) son medios de «carga en profundidad» construidos con pliegues apretados y una pantalla de malla de alambre exterior para soporte. Este es el estilo de medio menos costoso disponible, ofrece solo una eficiencia moderada y es el más adecuado para operaciones de pulverización a polvo residual de volumen bajo a medio. La limpieza por pulsos de cartuchos de celulosa puede resultar difícil a veces porque el polvo tiende a quedar atrapado entre los pliegues, lo que resulta en una retención de polvo muy alta dentro del filtro (20-45 libras) y una caída de presión más rápida. Los cartuchos de celulosa no serían apropiados para condiciones de alta humedad o operaciones de recuperación de gran volumen, ya que tienden a taparse mucho más rápido.

El poliéster 100% hilado es un medio de “carga superficial” de hebra continua que es más resistente y resbaladizo que la celulosa y no requiere soporte de pantalla exterior para mantener la rigidez y resistencia de los pliegues. Los cartuchos de poliéster spun bond también requieren un 50-70% menos de superficie que los filtros de celulosa para manejar un volumen de aire determinado. Esto permite un espaciado de pliegues más amplio y una utilización más completa de los medios filtrantes, y junto con la mayor eficiencia que proporciona el poliéster, da como resultado los siguientes beneficios en relación con la celulosa:

  • menor caída de presión y mayor vida útil
  • mayor tasa de recuperación de polvo recuperado
  • menos retención de polvo dentro del cartucho (80-90% menos)
  • Se necesita menos aire comprimido para limpiar los filtros por pulsos (40-60psi)
  • menos contaminación aguas abajo del sistema y el aire de la planta
  • sin contaminación de pelusa de polvo recuperado o acabado de pintura
  • mejor resistencia al polvo agresivo y abrasivo (es decir, frita o porcelana)
  • resistencia superior a la humedad
  • capacidad para lavar y reutilizar filtros

Los medios de poliéster spunbond también ofrecen varios tratamientos especiales y selecciones de membranas para mejorar el rendimiento del filtro en condiciones más desafiantes:

El poliéster spunbond (antiestático) recubre la cara del medio con una fina capa de aluminio que disipa la carga eléctrica del polvo filtrado. Esto lo convierte en un filtro ideal para una limpieza por pulsos eficaz cuando la acumulación de electricidad estática es una preocupación.

El poliéster hidro-oleófobo (resistente a la humedad) se trata con un baño de fluorocarbono o teflón que proporciona un repelente de aceite y agua a ambos lados del medio para garantizar una capacidad de limpieza por pulsos eficaz tanto en condiciones húmedas como aceitosas.

El poliéster laminado de PTFE (membrana) consiste en una membrana delgada de PTFE gastado laminado sobre un sustrato de poliéster que da como resultado una superficie resbaladiza y microporosa que proporciona una eficiencia del 100% a 1 micrón y más. El mejor cartucho de membrana disponible para polvo es el Gore-Tex® Perma-Clean® que lamina un PTFE “conductor” sobre un sustrato de poliéster hilado que le da la menor resistencia superficial (antiestática), la mayor eficiencia y las mejores propiedades de liberación en el mercado de cartuchos de polvo. Es la opción ideal para condiciones ultrafinas o de alta humedad, y es un filtro que no requiere condimento.

Una vez que se revisan las opciones de productos, se deben considerar las condiciones o circunstancias que hacen que una operación determinada sea única, ya que también pueden afectar el rendimiento de los filtros de cartucho. Posiblemente, el factor más importante en la selección del filtro de cartucho es si una operación está recuperando su polvo o rociando como desperdicio. Una de las mayores ventajas de cambiar de líquido a polvo es la capacidad de recuperar y reutilizar el polvo una vez que se rocía. Sin embargo, este beneficio se pierde cuando se utilizan cartuchos de celulosa, ya que normalmente retienen entre 20 y 45 libras. de polvo que no se puede extraer ni reutilizar. Los cartuchos de poliéster solo retienen 4-8 libras. durante la vida útil del filtro, y la membrana de PTFE solo 1-2 libras. Entonces, simplemente multiplicando el costo en dólares por libra de polvo por el aumento de peso en cada cartucho, se pueden estimar los ahorros de costos potenciales que se obtendrán al usar cartuchos de poliéster o de membrana.

Otra preocupación principal de los sistemas de recuperación de polvo es la recuperación de la contaminación del polvo y la «formación de pelusa», que es la ruptura de las fibras de los cartuchos de celulosa durante la limpieza por pulsos. La pelusa y otras fuentes de suciedad que ingresan a la corriente de aire de la cabina no solo pueden contaminar el polvo de recuperación, sino que también pueden rebotar en las piezas que se rocían y provocar rechazos. Las empresas no dudan en actualizar a cartuchos de poliéster hilado o de membrana para eliminar la contaminación o el problema de las pelusas.s.

Algunos de los otros factores clave que deberían influir en los tomadores de decisiones para seleccionar filtros de poliéster y de membrana en lugar del estilo de celulosa incluyen:

  • humedad o aceite / humedad en aire comprimido
  • «finos» o polvo de tamaño pequeño en micrones (1-3 micrones) común en sistemas de recuperación y colectores combinados de ciclón / cartucho.
  • polvos agresivos o abrasivos, como frita o porcelana
  • polvo calentado que tiende a adherirse al medio filtrante (es decir, polvo pirolítico)
  • Polvo de poliéster que tiende a retener la carga electrostática más que otros tipos de polvo.
  • polvo desperdiciado durante el proceso de curado del cartucho
  • ruido excesivo por tener que limpiar cartuchos de celulosa por pulsos a 80-90 PSI

La elección del filtro de cartucho más adecuado para su sistema de recubrimiento en polvo no tiene por qué ser una tarea confusa o que requiera mucho tiempo. Hemos tratado de mostrar por qué este proceso no debería ser una simple búsqueda del precio más bajo o la entrega más rápida, sino más bien una oportunidad para reducir los costos operativos y mejorar sustancialmente la eficiencia del sistema de aplicación de polvo. Al analizar los hechos, queda claro que elegir el filtro de mejor calidad garantizará una mayor productividad y su tranquilidad.

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