Guangzhou Lvyuan Water Purification Equipment Co., Ltd. è un produttore di filtri industriali fondato nel 2009 che progetta e produce alloggiamenti per filtri in acciaio inossidabile, serbatoi per acqua sterile in acciaio inossidabile, elementi filtranti, sacchi filtranti, materiali ultrapolimerici e prodotti filtranti sinterizzati. Gli acquirenti scelgono Lvyuan per il supporto OEM/ODM, il controllo qualità ISO9001 e le certificazioni multinazionali.
Guangzhou Lvyuan Water Purification Equipment Co., Ltd.
Norme relative agli alloggiamenti dei filtri per gli impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare
Non esiste una singola norma pubblicata che disciplini gli “alloggiamenti per filtri destinati alla desalinizzazione dell’acqua di mare”. Ciò con cui gli acquirenti devono effettivamente confrontarsi è una serie di requisiti:
le indicazioni del fornitore della membrana RO relative all'acqua di alimentazione
un materiale a contatto con l'acqua in grado di resistere ai cloruri
i criteri di progettazione di un recipiente a pressione
compatibilità con i prodotti chimici utilizzati per il dosaggio e la pulizia
un alloggiamento che gli operatori possano aprire, ventilare e svuotare senza difficoltà
La scelta che più spesso si rivela errata riguarda il materiale. Un alloggiamento contrassegnato come SS316L è in acciaio inossidabile, ma le linee guida dello stesso produttore della membrana collocano il 316L nella categoria minima per l’impiego in condizioni di bassa salinità, non al livello da lui raccomandato per l’acqua di mare. Questa guida illustra come redigere una specifica tecnica ben fondata, in quali contesti gli alloggiamenti in acciaio inossidabile sono adatti all’impiego in un impianto di desalinizzazione e cosa includere in una richiesta di offerta.
Cosa si intende per “standard relativi agli alloggiamenti dei filtri” in un progetto di desalinizzazione?
In pratica, le specifiche tecniche di un impianto di desalinizzazione comprendono cinque livelli, ciascuno dei quali ha un responsabile diverso:
Requisiti di processo. Cosa deve trattenere la cartuccia e come viene monitorata. Queste informazioni provengono dal fornitore della membrana RO.
Materiale a contatto con il liquido. Resistenza alla corrosione puntiforme da cloruri e alla corrosione interstiziale nel corpo, nella testa, nei raccordi, nelle parti interne, negli elementi di fissaggio e nelle sedi delle guarnizioni.
Progettazione a tenuta di pressione. Pressione di progetto, temperatura e norme di riferimento (ad esempio ASME o la Direttiva europea sulle attrezzature a pressione, a seconda del progetto e della destinazione). Tali parametri vengono stabiliti dal proprietario dell'impianto, dall'appaltatore EPC o dall'ingegnere di processo. Il presente articolo non definisce gli obblighi normativi per alcuna giurisdizione specifica.
Compatibilità chimica. I metalli e gli elastomeri devono resistere all'azione di biocidi, antiscalanti, sostanze chimiche per la declorazione e soluzioni detergenti.
Funzionalità. Monitoraggio della pressione differenziale, sfiato, scarico e sostituzione rapida delle cartucce.
Se il permeato trattato sarà utilizzato come acqua potabile, le specifiche del committente potrebbero richiedere anche la certificazione di idoneità al contatto con l’acqua potabile per i componenti a contatto con il fluido. È opportuno verificare tale requisito già in fase di gara d’appalto, piuttosto che dopo la fabbricazione.
Qual è il vero ruolo di un alloggiamento per cartuccia filtrante SWRO?
L'alloggiamento serve a contenere il filtro a cartuccia che protegge la pompa ad alta pressione e le membrane. Secondo Manuale tecnico sulle membrane ad osmosi inversa FilmTec di DuPont, un filtro a cartuccia con dimensione assoluta dei pori inferiore a 10 µm rappresenta il pretrattamento minimo consigliato per ogni impianto a osmosi inversa (RO), mentre si raccomanda una dimensione assoluta di 5 µm. Lo stesso manuale consiglia una dimensione assoluta compresa tra 1 e 3 µm nei casi in cui la silice colloidale o i silicati metallici comportino un rischio di intasamento.
Tali linee guida si traducono in requisiti in materia di alloggi:
Un manometro a pressione differenziale o dei punti di prelievo. Il manuale prevede l'installazione di un manometro sul filtro a cartuccia. Si raccomanda di sostituire le cartucce prima che la pressione differenziale raggiunga il limite consentito e almeno ogni 3 mesi.
Un'interfaccia a cartuccia compatibile con l'elemento. La lunghezza della cartuccia e il tipo di tappo terminale (DOE, 222 o 226) devono corrispondere a quelli che l'impianto acquisterà per tutta la durata del progetto.
Capacità di effettuare modifiche frequenti senza ricorrere a soluzioni alternative. Il manuale indica che la sostituzione delle cartucce con frequenza superiore a 1–3 mesi di solito è indice di un problema di pretrattamento e che il filtro a cartuccia non è progettato per rimuovere grandi quantità di solidi. Un alloggiamento non può ovviare a un processo a monte inadeguato.
Anche il materiale filtrante a cartuccia rientra nelle specifiche. Il manuale raccomanda l'uso di un materiale sintetico e non degradabile, come il nylon o il polipropilene, e sconsiglia l'uso di filtri lavabili in controcorrente come filtro di sicurezza finale.
Perché l'SS316L non è automaticamente il materiale più adatto per gli alloggiamenti destinati all'uso in acqua di mare?
L'acciaio SS316L è una scelta predefinita ragionevole per molti liquidi industriali, ma l'acqua di mare rappresenta un'esposizione diversa. Il manuale DuPont considera la corrosione puntiforme e quella interstiziale come i rischi principali e basa le proprie raccomandazioni sulla salinità del flusso di concentrato:
TDS del concentrato inferiore a 7.000 ppm: Il 316L (con tenore di carbonio inferiore a 0,031 TP3T) è il requisito minimo per gli impianti di tubazioni.
TDS del concentrato superiore a 7.000 ppm: Il 904L è consigliato per tubi e curve privi di fessure. Il 254 SMO o un materiale simile (con un contenuto di molibdeno pari o superiore a 6%) è consigliato in presenza di fessure, come nei raccordi a flangia, nelle valvole e nelle pompe.
Sia l’acqua di mare in ingresso che la salamoia si collocano ben al di sopra della soglia dei 7.000 ppm, rientrando quindi nella categoria delle leghe più resistenti. L’ambito di applicazione esplicito del manuale riguarda tubazioni e raccordi. Applicare la stessa logica a un alloggiamento del filtro è una deduzione ingegneristica, ma ragionevole. Un alloggiamento presenta una sede per guarnizione, un giunto di chiusura, flange imbullonate o serrate e sacche di ristagno: la stessa geometria a fessura segnalata dal manuale.
Un esempio illustrativo (ipotetico, non un caso reale di un cliente). Un capitolato d’appalto richiede “alloggiamento del filtro in acciaio inossidabile 316L, cartucce da 5 µm” per l’alimentazione di un impianto di osmosi inversa (RO) ad acqua di mare. Un offerente propone un alloggiamento in acciaio inossidabile 316L lucidato a un prezzo competitivo. L’unità supera l’ispezione, ma nessuno ha verificato il livello di cloruro in corrispondenza della sede della guarnizione. L’acquirente ha risparmiato sul prezzo unitario, ma si è assunto il rischio di corrosione e di sostituzione. In questo caso, il prezzo di acquisto più basso e il costo del ciclo di vita più basso sono due cose diverse.
La conclusione è chiara: l’acciaio inossidabile non è sbagliato, ma “inossidabile” non è una specifica. È necessario indicare il tipo di acciaio, che deve essere adeguato all’esposizione.
Qual è il confronto tra le principali opzioni di materiali da costruzione?
La tabella è di natura qualitativa. Non classifica i materiali in base ai dati misurati relativi alla corrosione, che variano a seconda della qualità, delle modalità di fabbricazione e delle condizioni operative.
Opzioni relative ai materiali
Laddove viene generalmente considerato
Punto di forza principale
Punto chiave da tenere presente
Verificare con il fornitore
SS304
Servizi di approvvigionamento privi di cloruri, aria, liquidi di processo generici
Facilmente reperibile, economico
Non è indicato per l'impiego in presenza di acqua di mare contenente cloruro
Esposizione esatta: è davvero priva di cloruro?
SS316L
Operazioni in ambiente a bassa salinità, skid di pulizia, filtrazione di soluzioni chimiche
Tipo a basse emissioni di carbonio adatto alla lavorazione mediante saldatura
Indicato da DuPont come il livello minimo, non come quello per l’acqua di mare
Livello di cloruro, temperatura, posizione delle fessure
Acciaio inossidabile al molibdeno 6% (ad esempio 254 SMO) e leghe simili a più alto tenore
Alloggiamenti e raccordi a contatto con l'acqua di mare
Denominato da DuPont per l’impiego in fessure in applicazioni con elevato TDS
Aumento del costo dei materiali; minor numero di produttori
Grado, certificati di laminazione, procedura di saldatura
FRP / GRP
Alloggiamenti per cartucce di alimentazione dell'acqua di mare
Non metallico, quindi non è presente alcun meccanismo di corrosione puntiforme
Limiti di pressione e temperatura; criteri di progettazione del corpo del reattore
Pressione di progetto, norma di fabbricazione, progettazione di flange e ugelli
Termoplastici (PP, PVC, PVDF)
Alloggiamenti di piccole dimensioni o a bassa pressione
Non metallico
Limiti meccanici e termici
Pressione nominale alla temperatura di esercizio
La scelta del materiale per l'alloggiamento dipende dal progetto specifico. La pagina dedicata alla protezione RO di Pore Filtration osserva che sono disponibili alloggiamenti in plastica, vetroresina e acciaio inossidabile, e che la scelta dipende dalla fonte dell’acqua grezza. Si tratta di una dichiarazione del produttore piuttosto che di uno standard indipendente, ma corrisponde al quadro generale: nessun materiale si impone in ogni situazione.
In quali parti di un impianto di desalinizzazione vengono utilizzati gli alloggiamenti in acciaio inossidabile?
Un impianto di desalinizzazione presenta numerosi punti di filtrazione oltre all'alimentazione dell'acqua di mare. In molti di essi l'acciaio inossidabile SS304/316L risulta più adatto rispetto alla posizione della cartuccia per l'acqua di mare.
Servizio in stabilimento
Alloggiamento in acciaio inossidabile con montaggio a incastro
Cosa verificare
Filtro a cartuccia di alimentazione per osmosi inversa a contatto con l'acqua di mare
Solo con un grado adeguato all'acqua di mare (vedi sopra)
Lega specifica per ogni componente a contatto con il fluido
Filtro a cartuccia per la pulizia in loco (CIP)
Ottima scelta. Lo schema CIP di DuPont indica l’acciaio inossidabile (SS) come una delle opzioni per l’alloggiamento, insieme al PVC e al FRP
Intervallo di pH di lavaggio, temperatura, cloruro nell'acqua di reintegro
Filtrazione della soluzione chimica prima del dosaggio
Spesso adatto a liquidi diversi dall'acqua di mare
Compatibilità chimica tra metalli e guarnizioni
Condutture per aria compressa e gas
Adatto in presenza di gas pulito e secco
Valutazione, supporti, dimensioni della connessione
Impianti di produzione di vapore
Adatto all'uso a vapore
Pressione, temperatura, materiale dell'elemento
Il manuale DuPont descrive un filtro a cartuccia CIP come un filtro in polipropilene da 5–10 micron con un alloggiamento in PVC, FRP o acciaio inossidabile. Si precisa che le soluzioni detergenti possono avere un pH compreso tra 1 e 13, pertanto è necessario utilizzare materiali resistenti alla corrosione in tutto il sistema di pulizia. Si raccomanda inoltre che la soluzione di bisolfito di sodio utilizzata per la declorazione venga filtrata attraverso una cartuccia separata prima dell’immissione nell’alimentazione dell’impianto di osmosi inversa (RO). Entrambe sono applicazioni ideali per gli alloggiamenti compatti in acciaio inossidabile per cartucce, a condizione che venga verificata la compatibilità chimica.
Alloggiamenti per cartucce singole e multiple
Per un modulo di pulizia o una piccola linea di dosaggio, un Alloggiamento in acciaio inossidabile a cartuccia singola in stile CUNO è un formato tipico. La pagina del prodotto elenca cartucce in acciaio inossidabile SS304 o SS316L, da 10 a 40 pollici, con connessioni DOE, 222 o 226, con granulometria compresa tra 0,1 e 200 µm e limiti di 10 bar e 120 °C. Quando si cerca un’alternativa compatta e in metallo a un’unità Big Blue in polimero, il Alloggiamento in acciaio inossidabile da 20 pollici in stile “Big Blue” presenta una chiusura a morsetto rapido e raccordi filettati. Nella scheda tecnica il materiale è indicato semplicemente come “acciaio inossidabile”, quindi è opportuno chiedere quale tipo venga fornito.
Quando una cartuccia non è in grado di gestire la portata, un alloggiamento in acciaio inossidabile a cartucce multiple combina 3, 5, 7, 11 o 19 cartucce in un unico contenitore. I limiti indicati sono 10 bar e 90 °C; verificare quindi la temperatura massima consentita in caso di cicli di lavaggio a caldo.
Alloggiamenti per filtri a manica
Gli alloggiamenti per sacchi sono dispositivi di macrofiltrazione. Sono adatti alla prefiltrazione grossolana di liquidi industriali e chimici, ma non alla fase finale di protezione assoluta a 5 µm a monte di un impianto di osmosi inversa (RO). I modelli a sacco singolo di Lyfilter si differenziano principalmente per il modo in cui il liquido raggiunge il sacco e per il meccanismo di apertura del coperchio:
Per i liquidi in grandi quantità, il alloggiamento in acciaio inossidabile a più scomparti indica da 3 a 12 sacchi e da 50 a 300 m³/h, a seconda del numero di sacchi, della granulometria e delle condizioni operative.
I valori nominali delle sacche vengono spesso indicati come valori nominali, mentre la protezione dell'alimentazione del RO è specificata in termini assoluti. Chiedete quale dei due valori è riportato nella scheda tecnica.
Alloggiamenti per vapore e gas
I siti dotati di impianti a vapore o ad aria compressa hanno obblighi specifici. A alloggiamento del filtro per vapore di processo utilizza elementi in acciaio inossidabile sinterizzato o pieghettato e indica limiti di 10 bar e 150 °C. A Alloggiamento per filtro del gas in acciaio inossidabile di tipo T È un sistema a cartuccia singola per aria compressa, azoto e gas di processo compatibili. Si tratta di componenti degli impianti di servizio, che non fanno parte del circuito dell’acqua di mare.
Nessuna delle pagine dei prodotti Lyfilter sopra riportate menziona l'acqua di mare o l'impiego in impianti di desalinizzazione. Esse descrivono alloggiamenti per uso industriale generico in acciaio inossidabile SS304 o SS316L. Considerateli come possibili soluzioni per le applicazioni indicate nella tabella e richiedete per iscritto al fornitore informazioni su eventuali posizioni a contatto con l'acqua di mare.
Quali parametri relativi alla pressione, alla temperatura e ai collegamenti devono essere controllati?
Il filtro a cartuccia è posizionato a monte della pompa di alimentazione. Il manuale DuPont descrive il flusso dell'acqua di alimentazione che passa attraverso il filtro a cartuccia fino alla pompa di alimentazione; pertanto, l'alloggiamento è esposto al lato a bassa pressione dell'impianto. I modelli da 10 bar potrebbero quindi essere adeguati, ma è necessario verificare la pressione massima che la pompa di alimentazione o di rilancio è in grado di generare, comprese le condizioni di chiusura e di picco di pressione.
Controlla questi elementi nella scheda tecnica:
Pressione e temperatura di progetto nel punto di funzionamento effettivo, non solo al valore massimo indicato sulla targhetta.
Materiale delle guarnizioni e degli O-ring contro i biocidi, gli antiscalanti e i prodotti chimici per la pulizia.
Standard e dimensioni dei raccordi rispetto alle tubazioni dell'impianto, comprese le caratteristiche nominali delle flange e la loro finitura. Le porte filettate sugli alloggiamenti di piccole dimensioni sono adatte agli skid, ma limitano la portata.
Numero di alloggi. Le unità a cartuccia singola si moltiplicano rapidamente in presenza di portate elevate, il che comporta un aumento del numero di collegamenti, dei punti di perdita e dei tempi di manutenzione.
Quali dettagli relativi alla fabbricazione e alla documentazione devono essere inclusi nelle specifiche?
La resistenza alla corrosione dipende tanto dalla struttura del serbatoio quanto dal tipo di acciaio utilizzato. Il manuale DuPont elenca le pratiche che si applicano direttamente agli alloggiamenti:
Progettare con il minor numero possibile di fessure e vicoli ciechi.
Durante la saldatura, utilizzare un gas di protezione, in modo che il film di ossido della saldatura non diventi un punto di partenza per la corrosione interstiziale.
Decapare e passivare. Il manuale afferma che questo garantisce la massima protezione contro l’attacco dei cloruri.
Prima di un periodo di fermo, sciacquare l'impianto con acqua a basso TDS.
La lucidatura e l’elettrolucidatura, che figurano come opzioni di finitura in molte schede tecniche degli alloggiamenti, sono procedure distinte dalla passivazione. Verificate quale sia inclusa. Anche la corrosione esterna è un fattore importante. Il manuale menziona gli ambienti umidi e salini e precisa che, in genere, è possibile controllarla tramite rivestimenti e una manutenzione regolare.
Richiedete la documentazione necessaria per il vostro progetto, che in genere comprende certificati dei materiali, registri delle saldature, registri delle prove di pressione e disegni quotati. Definite la documentazione richiesta già in fase di richiesta di offerta.
Cosa dovrebbe includere una richiesta di preventivo per un alloggiamento per filtri di desalinizzazione?
Per elaborare un preventivo accurato sono necessari sia i dati di processo che le dimensioni:
Acqua di alimentazione: salinità o concentrazione di cloruro, intervallo di temperatura, pH ed eventuali residui di ossidante. Questi fattori determinano la classe di qualità.
Posizione di servizio: alimentazione con acqua di mare, CIP, dosaggio di prodotti chimici, aria o vapore.
Portata e numero di alloggiamenti: flusso di progetto in base all’alloggiamento e alla pressione differenziale ammissibile.
Dettagli sulla cartuccia o sul sacchetto: formato, lunghezza, stile del tappo terminale, valutazione assoluta, supporto.
Basi di progettazione: pressione e temperatura, compresi i picchi, oltre alle norme vigenti o alle specifiche del proprietario.
Materiali: classe specificata per ciascun componente a contatto con il fluido, guarnizioni ed elementi di fissaggio.
Realizzazione: metodo di saldatura, decapaggio e passivazione, finitura.
Accessori: manometro, sfiato, scarico, ausilio di sollevamento per coperchi pesanti.
Documentazione e ispezione: certificati, prove, ispezioni da parte di terzi, se necessario.
Consegna: destinazione, imballaggi per il trasporto costiero, guarnizioni di ricambio e O-ring.
Cosa occorre verificare prima di scegliere un fornitore?
Prima di confermare un ordine, si prega di confermare per iscritto quanto segue:
La denominazione esatta della lega utilizzata per il guscio, la testa, gli ugelli, le parti interne, gli elementi di fissaggio e le superfici di tenuta, e non un termine generico come “grado marino”.”
Se, nel caso in cui la posizione sia a contatto con l'acqua di mare, siano disponibili opzioni in leghe ad alto tenore o in materiali non metallici.
In che modo il fornitore gestisce le operazioni di saldatura, decapaggio e passivazione, e quale documentazione accompagna la consegna.
Se la scheda tecnica riporta i valori nominali o assoluti delle cartucce.
Quali materiali vengono utilizzati per l'interfaccia della cartuccia e per le guarnizioni, e se sono compatibili con i prodotti chimici utilizzati per la pulizia.
Invia i dati compilati al fornitore tramite il modulo di richiesta preventivo presente nella pagina del prodotto in questione. Verifica eventuali limitazioni relative all’utilizzo in ambiente marino prima di effettuare l’ordine di acquisto.
Domande frequenti
Esiste una norma ufficiale relativa agli alloggiamenti dei filtri per la desalinizzazione dell'acqua di mare?
Non esiste un unico standard che lo prescriva. Le specifiche combinano i requisiti di alimentazione del fornitore della membrana, le linee guida sui materiali resistenti alla corrosione, un codice di progettazione dei recipienti a pressione stabilito dal progetto e la compatibilità chimica. Di solito sono le specifiche del committente o dell’appaltatore EPC a determinare quali codici e certificati si applicano.
È possibile utilizzare un alloggiamento in SS316L in un impianto di osmosi inversa (RO) con acqua di mare?
DuPont indica il 316L come requisito minimo per gli impianti di tubazioni in cui il TDS del concentrato è inferiore a 7.000 ppm. Per flussi a salinità più elevata, raccomanda l’uso del 904L e delle leghe di tipo 254 SMO nelle fessure. L’acqua di mare supera tale livello, pertanto l’utilizzo del 316L richiede una giustificazione scritta da parte del fornitore.
Qual è la granulometria consigliata per una cartuccia filtrante SWRO?
DuPont raccomanda un valore assoluto di 5 µm, con un minimo consigliato inferiore a 10 µm assoluti per ogni impianto di osmosi inversa (RO). Laddove la silice colloidale o i silicati metallici possano causare incrostazioni, si raccomanda un valore assoluto compreso tra 1 e 3 µm. Verificare il valore finale in base ai requisiti di garanzia del fornitore delle membrane.
Con quale frequenza vanno sostituiti i filtri a cartuccia RO?
Sostituirle prima che la pressione differenziale raggiunga il limite consentito e almeno ogni 3 mesi, come indicato nel manuale DuPont. Se la sostituzione risulta necessaria con frequenza superiore a 1–3 mesi, il manuale precisa che ciò indica solitamente un problema di pretrattamento piuttosto che un problema legato alle cartucce.
Qual è il materiale migliore per l'alloggiamento di un filtro a cartuccia per acqua di mare: FRP o acciaio inossidabile?
Nessuno dei due è universalmente migliore. Il FRP evita la corrosione puntiforme metallica, ma presenta limiti di pressione e temperatura. L’acciaio inossidabile è adatto solo se la lega è compatibile con l’esposizione all’acqua di mare. Confronta la pressione di progetto, la temperatura, il tipo di lega, la documentazione e l’accessibilità per la manutenzione in base alla tua specifica applicazione.
È possibile sostituire il filtro a cartuccia con un alloggiamento per filtro a sacco a monte delle membrane RO?
In genere no. Gli alloggiamenti per sacchi sono adatti alla prefiltrazione grossolana. La fase di protezione finale prima dell’osmosi inversa (RO) è solitamente costituita da un filtro a cartuccia con grado di filtrazione di 5 µm assoluti, secondo le linee guida di DuPont. Un alloggiamento per sacchi può essere posizionato a monte, ma è necessario verificare se il suo grado di filtrazione sia nominale o assoluto.
