Bezucpávková excentrická čerpadla pro izokyanáty
V časných hodinách 3. prosince 1984 vnikla voda do nádrže obsahující 42 tun methylisokyanátu (MIC). Výsledná exotermická reakce zvýšila teplotu uvnitř nádrže na více než 200 C (392 F) a dramaticky zvýšila atmosférický tlak.
Výsledkem bylo, že asi 30 metrických tun MIC uniklo z nádrže do atmosféry za méně než jednu hodinu. Plyny byly rozfoukány jihovýchodními větry nad indické město Bhópál a chaos, který následoval, vyústil v největší průmyslovou katastrofu v dějinách.
Bhópálská plynová tragédie, která vznikla v továrně Union Carbide India Limited (UCIL) v Bhópálu, Madhjapradéš, Indie, byla údajně zodpovědná za 3000 úmrtí během týdnů od úniku. Dalších 8 000 lidí od té doby zemřelo na nemoci související s plynem. Vládní prohlášení z roku 2006 odhadovalo, že toxická látka způsobila více než půl milionu zranění.
Teorie se liší v tom, jak voda původně vstoupila do nádrže. Někteří věří, že nespokojený pracovník zavedl vodu přímo do nádrže jako akt sabotáže. Jiní uvádějí nedbalost vedení. Jedna věc je nepopiratelná – bhópálská plynová tragédie prokázala destruktivní sílu izokyanátů, pokud s nimi není správně zacházeno a nejsou řádně zadržovány.
izokyanáty
Isokyanáty jsou skupinou vysoce reaktivních chemikálií s nízkou molekulovou hmotností. Methylisokyanát je monofunkční isokyanát, přičemž nejpoužívanějšími sloučeninami jsou diisokyanáty a polyisokyanáty. Diisokyanáty obsahují dvě isokyanátové skupiny, zatímco polyisokyanáty jsou obvykle odvozeny od diisokyanátů a mohou obsahovat několik isokyanátových skupin. Mezi nejčastěji používané diisokyanáty patří methylenbis (fenylisokyanát), známý jako MDI, a toluendiisokyanát (TDI).
Excentrická kotoučová čerpadla se skládají z válce a čerpacího prvku namontovaného na excentrickém hřídeli. Jak se excentrický hřídel otáčí, čerpací prvek vytváří ve válci komory, které se zvětšují na sacím otvoru a čerpají kapalinu do čerpací komory. Kapalina je dopravována do výtlačného otvoru, kde je zmenšena velikost čerpací komory. Tato akce vytlačí kapalinu do výtlačného potrubí.
MDI a TDI se často používají v polyuretanovém průmyslu, včetně výroby pružných a tuhých pěn, vláken, elastomerů a povlaků – jako jsou barvy a laky. Izokyanáty se stále častěji používají v automobilovém průmyslu, opravách karoserií a izolačních materiálech budov.
Polyuretanové produkty obsahující isokyanáty ve spreji byly vyvinuty pro širokou škálu maloobchodních, komerčních a průmyslových použití k ochraně cementu, dřeva, sklolaminátu, oceli a hliníku, včetně ochranných nátěrů pro korby nákladních automobilů, přívěsů, lodí, základů a palub.
Izokyanáty se používají v barvách, protože poskytují mechanismus zesíťování (chemické vazby), který se liší od ostatních nátěrů. Výsledkem je, že izokyanáty pomáhají vytvářet odolnější povlaky s vynikajícími estetickými vlastnostmi. Tyto povlaky poskytují filmy, které rychle vytvrzují při nízkých teplotách. Mají také vynikající aplikační vlastnosti, vytvářejí hladké filmy a vysoce lesklé povlaky.
S izokyanáty se musí správně zacházet v celém dodavatelském řetězci, protože riziko nadměrné expozice může vést k řadě krátkodobých i dlouhodobých zdravotních problémů.
Expoziční riziko a výsledky
Izokyanáty jsou silně dráždivé pro sliznice očí a gastrointestinálního traktu. Přímý kontakt s pokožkou může také způsobit znatelný zánět. Izokyanáty mohou pracovníky senzibilizovat a vystavit je těžkým astmatickým záchvatům, pokud jsou znovu vystaveni.
Nejběžnější pracovní expozicí izokyanátům je vdechování par nebo aerosolu, i když k expozici může dojít při styku s kůží při manipulaci s kapalnými izokyanáty. K expozici obvykle dochází během výroby a použití isokyanátů, zejména během výrobního procesu v průmyslu polyuretanových pěn. To zahrnuje čerpání isokyanátů.
Izokyanáty jsou toxické a znečišťující látky, ale mohou být také hořlavé. Zatímco jejich hořlavost je nízká, specifické koncentrace, přítomnost výbušných par nebo jiných hořlavých kapalin na stejném místě může vytvořit nebezpečné prostředí pro pracovníky a komunitu, jako v bhópálské tragédii.
Aby bylo možné bezpečně přenášet a zadržovat isokyanáty, musí obsluha zvolit správné řešení čerpání.
Vzhledem ke svým jedinečným vlastnostem vyžadují izokyanáty čerpadlo, které s produktem zachází šetrně (nízký střih), má silnou sací schopnost a nabízí konstrukci s nízkou údržbou a kompenzací opotřebení. K přenosu izokyanátů lze použít různé technologie, ale nejbezpečnějším a nejúčinnějším řešením, které splňuje všechna tato kritéria, je excentrické kotoučové čerpadlo.
Výhody excentrických kotoučových čerpadel
Technologie excentrických disků poskytuje menší riziko a vyšší účinnost než jiná čerpadla, včetně zubových čerpadel s magnetickým pohonem, která se běžně používají pro manipulaci s MDI. Výhody použití excentrického kotouče oproti převodu jsou jeho konstrukce, silné sání, nízký smyk a kompenzace opotřebení.
Design
Excentrická disková čerpadla se skládají ze stacionárního válce a pohyblivého disku. Disk je posouván pomocí excentrického hřídele uloženého uvnitř měchu, který drží disk. Jak se excentrický hřídel otáčí, kotouč vytváří ve válci komory, které se zvětšují u sacího otvoru a zmenšují se u výtlačného otvoru. Během provozu působí výtlačný tlak na excentrický kotouč a zabraňuje jeho sklouznutí. Nízký prokluz mezi kotoučem a válcem dává excentrickým kotoučovým čerpadlům jejich schopnost odizolovat nebo vyčistit linie produktu – klíčová výhoda oproti zubovým čerpadlům.
Izokyanáty jsou ze své podstaty toxické, takže vyžadují bezucpávková čerpadla, aby se eliminovaly netěsnosti a zajistilo se maximální omezení produktu. Excentrická kotoučová čerpadla a čerpadla s magnetickým pohonem jsou bez těsnění. Zubová čerpadla s pohonem Mag používají magnetickou spojku k vytvoření statické ucpávky hřídele spíše než ucpávky nebo mechanické ucpávky. Excentrická disková čerpadla nemají žádné magnetické spojky, ucpávky ani mechanické těsnění, což eliminuje potenciální únik, který by mohl vést k poruše.
Silné sání
Při nakládání nebo vykládání MDI je důležité mít čerpadlo schopné vyčistit potrubí. Díky silnému sání excentrických kotoučových čerpadel je nakládání a vykládání mnohem bezpečnější a čistší, protože hadice a potrubí se vyprázdní před odpojením hadice na konci přepravy. Excentrická kotoučová čerpadla se také vyznačují vynikajícím sáním při nízkých rychlostech, což zajišťuje, že před jakoukoli údržbou zůstane v potrubí minimum produktu.
Nízký střih
Izokyanáty jsou dilatační kapaliny, což znamená, že když jsou vystaveny vysokému střihu a míchání, jejich viskozita má tendenci se zvyšovat. Zubová čerpadla sama o sobě smějí více kapaliny než excentrická kotoučová čerpadla, což může vést k přehřátí a ucpání. Konečným výsledkem je selhání čerpadla a prostoje. Tento problém je častější u zubových čerpadel, ale nemůže nastat u excentrických kotoučových čerpadel kvůli jejich nízké smykové rychlosti a spotřebě více energie.
Kompenzace opotřebení
Většina objemových čerpadel nemá systémy kompenzace opotřebení, což znamená, že běžné opotřebení čerpadla povede k postupným ztrátám průtoku. Operátoři se mohou pokusit kompenzovat opotřebení zrychlením čerpadla, ale tím začne nebezpečný cyklus rychlejšího chodu čerpadla, což povede k rychlejšímu opotřebení čerpadla a spotřebě více energie.
Jedinečná konstrukce excentrických kotoučových čerpadel jim umožňuje samočinnou kompenzaci mechanického opotřebení, což umožňuje čerpadlům udržovat konzistentní průtoky v průběhu času. Excentrická kotoučová čerpadla se neopotřebovávají tak rychle jako zubová čerpadla. Od prvního zapnutí zubového čerpadla se ozubená kola začnou opotřebovávat, což vytváří větší vůle v dráze kapaliny a méně konzistentní průtoky a zadržování produktu. Excentrická kotoučová čerpadla mají systém celkové kompenzace opotřebení, který zůstává v chodu navzdory opotřebení a bez nutnosti zvyšování otáček.
Závěr
Katastrofa v Bhópálu ukázala nebezpečí spojená s manipulací s izokyanáty. V dnešním výrobním prostředí, zejména v polyuretanovém průmyslu, jsou isokyanáty jednou z nejdůležitějších sloučenin ve výrobním procesu. S manipulací s izokyanáty je spojeno mnoho krátkodobých i dlouhodobých rizik. Operátoři proto potřebují klid, který mohou dodat pouze excentrická kotoučová čerpadla. Excentrická kotoučová čerpadla jsou nenáročná na údržbu a poskytují vynikající kompenzaci opotřebení, silné sání a nízký střih, který je nezbytný při manipulaci s touto nebezpečnou chemikálií.