Guangzhou Lvyuan Water Purification Equipment Co., Ltd. é um fabricante de filtros industriais fundado em 2009 que projeta e fabrica carcaças de filtro de aço inoxidável, tanques de água estéril de aço inoxidável, elementos de filtro, sacos de filtro, materiais de ultra-polímero e produtos de filtro sinterizado. Os compradores escolhem a Lvyuan devido ao apoio OEM/ODM, ao controlo de qualidade ISO9001 e às certificações de vários países.
Guangzhou Lvyuan Water Purification Equipment Co., Ltd.
Normas relativas às caixas de filtro para instalações de dessalinização de água do mar
Não existe nenhuma norma publicada que abranja especificamente os “corpos de filtro para a dessalinização da água do mar”. Na prática, os compradores têm de lidar com um conjunto de requisitos:
orientações do fornecedor da membrana de osmose inversa (RO) relativas à água de alimentação
um material em contacto com a água que resista aos cloretos
uma base de projeto para recipientes sob pressão
compatibilidade com produtos químicos de dosagem e limpeza
uma caixa que os operadores possam abrir, ventilar e esvaziar sem dificuldades
A decisão que mais frequentemente dá errado diz respeito ao material. Uma caixa com a marcação SS316L é de aço inoxidável; no entanto, as próprias orientações do fabricante da membrana classificam o 316L no nível mínimo para aplicações de baixa salinidade, e não no nível que recomenda para água do mar. Este guia mostra como elaborar uma especificação fundamentada, onde as caixas de aço inoxidável se enquadram numa instalação de dessalinização e o que incluir num pedido de cotação.
O que significam as “normas relativas às caixas de filtro” num projeto de dessalinização?
Na prática, as especificações de uma instalação de dessalinização combinam cinco camadas, sendo que cada uma delas tem um responsável diferente:
Requisito do processo. O que o cartucho deve reter e como isso é monitorizado. Esta informação é fornecida pelo fornecedor da membrana de osmose inversa.
Material em contacto com o líquido. Resistência à corrosão por pite de cloreto e à corrosão em fendas no corpo, na tampa, nos bicos, nos componentes internos, nos elementos de fixação e nas sedes das juntas.
Conceção resistente à pressão. Pressão nominal, temperatura e a norma de referência (por exemplo, a ASME ou a Diretiva Europeia relativa aos equipamentos sob pressão, dependendo do projeto e do destino). Estes parâmetros são definidos pelo proprietário da instalação, pelo empreiteiro EPC ou pelo engenheiro de processos. Este artigo não define as obrigações decorrentes das normas para qualquer jurisdição específica.
Compatibilidade química. Os metais e os elastómeros têm de ser resistentes a biocidas, agentes antincrustantes, produtos químicos de descloração e soluções de limpeza.
Facilidade de manutenção. Monitorização da pressão diferencial, ventilação, drenagem e substituição rápida do cartucho.
Se o permeado tratado for utilizado como água potável, as especificações do proprietário poderão também exigir uma certificação de contacto com água potável para os componentes em contacto com o líquido. Confirme esse requisito na fase do concurso, em vez de o fazer após o fabrico.
O que é que um corpo de filtro de cartucho SWRO deve realmente fazer?
A caixa destina-se a alojar o filtro de cartucho que protege a bomba de alta pressão e as membranas. De acordo com Manual Técnico das Membranas de Osmose Inversa FilmTec da DuPont, um filtro de cartucho com um tamanho de poro absoluto inferior a 10 µm é o pré-tratamento mínimo recomendado para qualquer sistema de osmose inversa (RO), sendo aconselhado um tamanho de poro absoluto de 5 µm. O mesmo manual aconselha um tamanho de poro absoluto de 1–3 µm nos casos em que a sílica coloidal ou os silicatos metálicos representam um risco de obstrução.
Essas orientações traduzem-se em requisitos em matéria de habitação:
Um manómetro de pressão diferencial ou pontos de derivação. O manual recomenda a instalação de um manómetro no filtro de cartucho. Indica que os cartuchos devem ser substituídos antes de a pressão diferencial atingir o limite permitido e, pelo menos, de três em três meses.
Uma interface de cartucho compatível com o elemento. O comprimento do cartucho e o tipo de tampa (DOE, 222 ou 226) têm de corresponder ao que a fábrica irá adquirir ao longo da duração do projeto.
Capacidade para alterações frequentes sem necessidade de desvio. O manual indica que a substituição dos cartuchos com uma frequência superior a cada 1 a 3 meses sugere, normalmente, um problema no pré-tratamento e que o filtro de cartucho não se destina a remover grandes quantidades de sólidos. Um invólucro não consegue corrigir um processo a montante deficiente.
O meio filtrante do cartucho também faz parte das especificações. O manual recomenda um material sintético e não degradável, como o nylon ou o polipropileno, e não recomenda filtros com retrolavagem como filtro de segurança final.
Por que razão o SS316L não é, automaticamente, o material adequado para o invólucro em água do mar?
O SS316L é uma escolha sensata por predefinição para muitos líquidos industriais, mas a água do mar representa uma exposição diferente. O manual da DuPont considera a corrosão por pite e a corrosão em fendas como os principais riscos e baseia as suas recomendações na salinidade da corrente de concentrado:
TDS do concentrado inferior a 7 000 ppm: O 316L (com teor de carbono inferior a 0,031 TP3T) é o mínimo exigido para sistemas de tubagem.
TDS do concentrado superior a 7 000 ppm: Recomenda-se a utilização do 904L em tubos e curvas sem fendas. Recomenda-se a utilização do 254 SMO ou equivalente (com um teor de molibdénio de 6% ou superior) em locais onde existam fendas, tais como ligações com flanges, válvulas e bombas.
Tanto a alimentação de água do mar como a salmoura situam-se bem acima do limite de 7 000 ppm, pelo que se enquadram na categoria de ligas de maior teor. O âmbito explícito do manual abrange tubagens e acessórios. Aplicar a mesma lógica a um corpo de filtro é uma inferência de engenharia, mas razoável. Um corpo de filtro possui uma sede de junta, uma junta de fecho, flanges aparafusadas ou fixadas com braçadeiras e bolsas de estagnação: a mesma geometria de fendas que o manual assinala.
Um exemplo ilustrativo (hipotético, não se trata de um caso de um cliente). Uma ficha de concurso solicita “corpo de filtro em aço inoxidável 316L, cartuchos de 5 µm” para a alimentação de um sistema de osmose inversa (RO) de água do mar. Um proponente apresenta uma proposta para um recipiente em aço inoxidável 316L polido a um preço competitivo. A unidade passou na inspeção, mas ninguém verificou o nível de cloreto na sede da junta. O comprador poupou no preço unitário, mas assumiu o risco de corrosão e substituição. O preço de compra mais baixo e o custo de ciclo de vida mais baixo são, neste caso, coisas diferentes.
A conclusão é clara: o aço inoxidável não está errado, mas “inoxidável” não é uma especificação. É necessário indicar a classe do aço, e esta deve corresponder à exposição.
Como se comparam as principais opções de materiais de construção?
A tabela é de natureza qualitativa. Não classifica os materiais com base em dados de corrosão medidos, que variam consoante a classe, o processo de fabrico e as condições de funcionamento.
Opção de material
Nos casos em que é normalmente considerado
Principal ponto forte
Principal ponto a ter em atenção
Confirmar junto do fornecedor
SS304
Serviços públicos sem cloreto, ar, líquidos de processo em geral
Facilmente disponível, económico
Não é uma opção para utilização com água do mar que contenha cloreto
Exposição exata; será que está realmente isenta de cloreto?
SS316L
Aplicações de baixa salinidade, unidades de limpeza, filtração de soluções químicas
Tipo de aço com baixo teor de carbono, adequado para a fabricação por soldadura
Designado pela DuPont como o nível mínimo, e não como o nível adequado para água do mar
Nível de cloreto, temperatura, localização das fendas
Aço inoxidável 6% Mo (como o 254 SMO) e ligas semelhantes de maior teor de elementos de liga
Caixas e acessórios em contacto com a água do mar
Designado pela DuPont para locais com fendas em aplicações com elevado TDS
Custo mais elevado dos materiais; menor número de fabricantes
Classe, certificados da fábrica, procedimento de soldadura
FRP / GRP
Caixas de cartuchos para alimentação de água do mar
Não é metálico, pelo que não existe mecanismo de corrosão por pite
Limites de pressão e temperatura; pressupostos de conceção do invólucro
Pressão de projeto, norma de fabrico, projeto de flanges e bicos
Termoplásticos (PP, PVC, PVDF)
Caixas pequenas ou de baixa pressão
Não metálico
Limites mecânicos e de temperatura
Pressão nominal à temperatura de funcionamento
O material da caixa é uma escolha específica de cada projeto. Página sobre proteção contra RO da Pore Filtration observa que estão disponíveis caixas em plástico, GRP e aço inoxidável, sendo que a escolha depende da fonte de água bruta. Trata-se de uma declaração do fabricante e não de uma norma independente, mas condiz com o panorama geral: nenhum material se destaca em todas as situações.
Qual é o papel das caixas em aço inoxidável numa estação de dessalinização?
Uma estação de dessalinização possui vários pontos de filtração para além da entrada de água do mar. Em vários desses pontos, o aço inoxidável SS304/316L é mais adequado do que na posição do cartucho de água do mar.
Serviço na fábrica
Encaixe da caixa em aço inoxidável
O que verificar
Filtro de cartucho de alimentação de osmose inversa (RO) em contacto com a água do mar
Apenas com um tipo de betão adequado à água do mar (ver acima)
Indicação da liga para cada peça em contacto com o fluido
Filtro de cartucho com limpeza no local (CIP)
Boa opção. O esquema de CIP da DuPont indica o aço inoxidável (SS) como uma das opções de carcaça, a par do PVC e do FRP
Intervalo de pH na limpeza, temperatura e teor de cloreto na água de reposição
Filtração da solução química antes da dosagem
Frequentemente adequado para líquidos que não sejam água do mar
Compatibilidade química entre o metal e as juntas
Condutas de ar comprimido e de gás
Adequado para situações em que o gás é limpo e seco
Classificação, suporte, tamanho da ligação
Sistemas de vapor das instalações
Adequado para utilização com vapor
Pressão, temperatura, material do elemento
O manual da DuPont indica que um filtro de cartucho CIP é composto por polipropileno de 5–10 mícrons com uma caixa em PVC, FRP ou aço inoxidável. Indica que as soluções de limpeza podem variar entre os valores de pH 1 e 13, pelo que são necessários materiais resistentes à corrosão em todo o sistema de limpeza. Recomenda ainda que uma solução de bissulfito de sódio utilizada para a decloração seja filtrada através de um cartucho separado antes da injeção na alimentação do sistema de osmose inversa (RO). Ambas são aplicações naturais para caixas de cartuchos compactas em aço inoxidável, desde que a composição química seja verificada.
Caixas para cartuchos individuais e múltiplos
Para um conjunto de limpeza ou uma pequena linha de dosagem, um Caixa em aço inoxidável com cartucho único, do tipo CUNO é um formato típico. A página do produto apresenta cartuchos em aço inoxidável SS304 ou SS316L, com 10–40 polegadas, com ligações DOE, 222 ou 226, classificações de 0,1 a 200 µm e limites de 10 bar e 120 °C. Quando se procura uma alternativa compacta e metálica a uma unidade Big Blue de polímero, o Caixa em aço inoxidável de 20 polegadas, ao estilo «Big Blue» apresenta um fecho de fixação rápida e orifícios roscados. A página refere o material apenas como “aço inoxidável”, pelo que deve perguntar qual é o tipo fornecido.
Quando um cartucho não consegue suportar o caudal, um carcaça em aço inoxidável para vários cartuchos combina 3, 5, 7, 11 ou 19 cartuchos num único recipiente. Os limites indicados são 10 bar e 90 °C; por isso, verifique o limite máximo de temperatura em caso de ciclos de limpeza a quente.
Alojamentos de filtros de mangas
Os invólucros de saco são dispositivos de macrofiltração. São adequados para a pré-filtração grosseira de líquidos de uso geral e químicos, mas não para a etapa final de proteção absoluta de 5 µm a montante de um sistema de osmose inversa (RO). Os formatos de saco único da Lyfilter diferem principalmente na forma como o líquido chega ao saco e na forma como a tampa se abre:
No caso de líquidos em grandes volumes, o carcaça em aço inoxidável com várias bolsas indica 3 a 12 sacos e 50 a 300 m³/h, dependendo da quantidade de sacos, da classificação em mícrons e das condições de funcionamento.
As classificações dos sacos são frequentemente indicadas como nominais, enquanto a proteção da alimentação do RO é especificada em termos absolutos. Pergunte qual das duas opções é apresentada na ficha técnica.
Caixas de vapor e gás
As instalações com sistemas de vapor ou de ar comprimido têm funções distintas. A caixa do filtro de vapor de processo utiliza elementos de aço inoxidável sinterizados ou pregueados e indica limites de 10 bar e 150 °C. A Caixa do filtro de gás em aço inoxidável, tipo T É um formato de cartucho único para ar comprimido, azoto e gases de processo compatíveis. Trata-se de equipamentos de apoio à instalação, que não fazem parte do circuito de água do mar.
Nenhuma das páginas de produtos da Lyfilter acima menciona água do mar ou serviços de dessalinização. Descrevem caixas para uso industrial geral em aço inoxidável SS304 ou SS316L. Considere-as como opções para as aplicações indicadas na tabela e consulte o fornecedor por escrito sobre qualquer posição em contacto com água do mar.
Que parâmetros de pressão, temperatura e ligação devem ser verificados?
O filtro de cartucho está instalado a montante da bomba de alimentação. O manual da DuPont descreve que a água de alimentação flui através do filtro de cartucho até à bomba de alimentação, pelo que o invólucro fica virado para o lado de baixa pressão da instalação. Os modelos de 10 bar podem, portanto, ser adequados, mas é necessário confirmar a pressão máxima que a bomba de alimentação ou de reforço pode produzir, incluindo em condições de corte e de picos de pressão.
Verifique estes itens na ficha técnica:
Pressão e temperatura de projeto no ponto de funcionamento real, e não apenas no valor máximo indicado na placa de características.
Material das juntas e dos anéis em O contra produtos químicos biocidas, antiescalantes e de limpeza.
Norma e dimensão da ligação em relação à tubagem da instalação, incluindo a classificação e o acabamento das flanges. As ligações roscadas em caixas pequenas são adequadas para skids, mas limitam o caudal.
Número de habitações. As unidades com um único cartucho multiplicam-se rapidamente em caudais elevados, o que aumenta o número de ligações, os pontos de fuga e o tempo de manutenção.
Que detalhes relativos ao fabrico e à documentação devem constar do caderno de encargos?
O desempenho em termos de corrosão depende tanto da forma como um recipiente é construído como do tipo de material utilizado. O manual da DuPont enumera práticas que se aplicam diretamente às caixas:
Conceba o projeto com o mínimo de fendas e becos sem saída.
Utilize gás de apoio durante a soldadura, para que a película de óxido da soldadura não se torne um foco de corrosão em fendas.
Fazer a decapagem e a passivação. O manual indica que isto proporciona a melhor proteção contra o ataque do cloreto.
Lave a instalação com água de baixo TDS antes de um período de paragem.
O polimento e o eletropolimento, que aparecem como opções de acabamento em muitas páginas dedicadas às caixas, são processos distintos da passivação. Verifique qual deles está incluído. A corrosão exterior também é importante. O manual refere atmosferas húmidas e salinas e indica que os revestimentos e a manutenção regular podem, geralmente, controlá-la.
Solicite a documentação necessária para o seu projeto, normalmente certificados de materiais, registos de soldadura, registos de ensaios de pressão e desenhos dimensionais. Defina o conjunto de documentos necessários na fase de pedido de cotação.
O que deve incluir um pedido de cotação para um invólucro de filtro de dessalinização?
Para elaborar um orçamento preciso, são necessários dados do processo, bem como as dimensões:
Água de alimentação: salinidade ou teor de cloreto, intervalo de temperatura, pH e qualquer oxidante residual. Estes fatores determinam a classificação.
Cargo: alimentação com água do mar, CIP, dosagem de produtos químicos, ar ou vapor.
Caudal e número de caixas: caudal de projeto por caixa e pressão diferencial admissível.
Detalhes do cartucho ou do saco: formato, comprimento, estilo das extremidades, classificação absoluta, suportes.
Base de projeto: pressão e temperatura, incluindo picos de pressão, bem como o código aplicável ou as especificações do proprietário.
Materiais: classe especificada para cada componente em contacto com o líquido, vedantes e elementos de fixação.
Fabrico: método de soldadura, decapagem e passivação, acabamento.
Acessórios: manómetro, válvula de purga, dreno, dispositivo de levantamento para tampas pesadas.
Documentação e inspeção: certificados, ensaios e inspeção por terceiros, se necessário.
Entrega: destino, embalagem para transporte marítimo, juntas de reserva e anéis de vedação.
O que deve verificar antes de escolher um fornecedor?
Antes de adjudicar um contrato, confirme o seguinte por escrito:
A designação exata da liga para o invólucro, a cabeça, os bicos, os componentes internos, os elementos de fixação e as superfícies de vedação, e não um termo genérico como “grau marítimo”.”
Se são disponibilizadas opções de ligas de maior teor ou não metálicas quando a posição está em contacto com a água do mar.
Como é que o fornecedor lida com a soldadura, a decapagem e a passivação, e que documentação acompanha a entrega.
Se a ficha técnica indica valores nominais ou absolutos para os cartuchos.
Que tipo de interface do cartucho e que materiais de vedação são utilizados, e se estes são compatíveis com os produtos químicos de limpeza que utiliza.
Envie os dados preenchidos ao fornecedor através do formulário de orçamento disponível na página do produto em questão. Informe-se sobre eventuais limitações relativas à utilização em água do mar antes de efetuar a encomenda.
Perguntas mais frequentes
Existe alguma norma oficial relativa às caixas de filtro para a dessalinização da água do mar?
Não existe uma norma única que o determine. As especificações combinam os requisitos de alimentação do fornecedor da membrana, as orientações relativas aos materiais resistentes à corrosão, um código de conceção de recipientes sob pressão definido pelo projeto e a compatibilidade química. A especificação do proprietário ou do empreiteiro EPC determina, normalmente, quais os códigos e certificados aplicáveis.
É possível utilizar uma caixa em aço inoxidável SS316L num sistema de osmose inversa (RO) com água do mar?
A DuPont indica o 316L como o mínimo para sistemas de tubagem em que o TDS do concentrado seja inferior a 7 000 ppm. Para fluxos com maior salinidade, recomenda as ligas 904L e 254 do tipo SMO nas fendas. A água do mar está acima desse nível, pelo que a utilização do 316L requer uma justificação por escrito do fornecedor.
Qual deve ser a classificação em mícrons de um filtro de cartucho SWRO?
A DuPont recomenda 5 µm absolutos, com um mínimo sugerido inferior a 10 µm absolutos para todos os sistemas de osmose inversa (RO). Nos casos em que a sílica coloidal ou os silicatos metálicos possam causar incrustações, recomenda-se uma classificação de 1–3 µm absolutos. Confirme a classificação final de acordo com os requisitos de garantia do seu fornecedor de membranas.
Com que frequência devem ser substituídos os filtros de cartucho de osmose inversa?
Substitua-os antes de a pressão diferencial atingir o limite permitido e, pelo menos, de três em três meses, de acordo com o manual da DuPont. Se for necessário substituí-los com uma frequência superior a 1–3 meses, o manual indica que isso geralmente aponta para um problema no pré-tratamento, e não para um problema com o cartucho.
O FRP ou o aço inoxidável são mais adequados para uma caixa de filtro de cartucho para água do mar?
Nenhum dos dois é universalmente melhor. O FRP evita a corrosão por pite, mas tem limites de pressão e temperatura. O aço inoxidável só é adequado se a liga for compatível com a exposição à água do mar. Compare a pressão de projeto, a temperatura, o tipo de liga, a documentação e o acesso para manutenção na sua localização específica.
O invólucro de um filtro de saco pode substituir o filtro de cartucho a montante das membranas de osmose inversa?
Em geral, não. Os suportes para sacos são adequados para a pré-filtração grossa. A etapa final de proteção antes da osmose inversa (RO) é normalmente um filtro de cartucho com classificação de 5 µm absolutos, de acordo com as orientações da DuPont. Um suporte para sacos pode ser instalado a montante, mas verifique se a sua classificação é nominal ou absoluta.
