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Resistencia química del CPVC a la sosa cáustica en aplicaciones industriales

By: Jorge Solorio on April 15th, 2021

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Resistencia química del CPVC a la sosa cáustica en aplicaciones industriales

FABRICACIÓN  |  GUÍA DE INSTALACIÓN

El hidróxido de sodio, comúnmente conocido como sosa cáustica, es uno de los químicos industriales más comunes porque es altamente reactivo y eficaz para descomponer ciertos compuestos.

 

Las aplicaciones comunes de la sosa cáustica están en las industrias de:

  • Pulpa y papel para procesos de pulpa y blanqueo.
  • Tratamiento de aguas residuales para neutralización de pH y depuradores de aire húmedo.
  • Alimentos y bebidas, como agente de limpieza.
  • Cuidado personal, por ejemplo, en la fabricación de jabón.
  • Generación de energía para la regeneración de lechos de resinas para desmineralizar iones.
  • Semiconductores para grabado, limpieza y neutralización de ácidos de chapado.
  • Procesamiento de aluminio para disolver compuestos y extraer impurezas.

 

Para el procesamiento y almacenamiento de sosa cáustica, a menudo se utilizan metales –tales como acero inoxidable o acero al carbono– o termoplásticos –como polietileno, polipropileno, PVC y CPVC. Pero la naturaleza corrosiva de la sosa cáustica, especialmente a temperaturas y concentraciones elevadas, puede acortar la vida útil de cualquier sistema industrial. Afortunadamente, con la selección adecuada de material de tubería y tanque, puedes prolongar su vida útil en aplicaciones industriales.

 

Preocupaciones de la corrosión provocada por sosa cáustica

En general, un material no es completamente resistente o no a un químico. En cambio, la resistencia a la corrosión se trata más de un rango: a medida que se alteran las condiciones ambientales y del sistema, cambia el potencial de corrosión.

 

Cuando el hidróxido de sodio ataca al CPVC, ya sea debido a la temperatura o concentración del cáustico, a la presión del sistema o a la duración del uso (o una combinación de los tres factores), se activan dos mecanismos principales:

 

Degradación general

Cuando la resina de CPVC o los ingredientes compuestos en el material son alterados o destruidos por un producto químico, se produce una degradación general. Ésta se caracteriza por la decoloración y la formación de ampollas en la superficie de la tubería, la lámina o el revestimiento.

 

Agrietamiento por corrosión de tensión localizada

Parecida a la forma en que los metales se corroen por la tensión, la tensión localizada en un material de CPVC puede potenciar los efectos del ataque químico y fomentar la propagación de grietas en el área que está bajo tensión.

 

El grado de degradación y corrosión provocadas por hidróxido de sodio depende de la concentración y la temperatura de la solución, así como de la calidad de fabricación y los componentes del CPVC.

 

Concentración química y temperatura de la sosa cáustica

A medida que aumenta la concentración y la temperatura de una solución de sosa cáustica, aumenta la velocidad de ataque sobre el material termoplástico.

 

Por ejemplo, para probar la resistencia del CPVC Corzan® a la corrosión tomamos una muestra de policloruro de vinilo clorado y la sumergimos en una solución cáustica con algo de tensión aplicada, manteniéndola a una temperatura constante durante 90 días.

 

Después de ese periodo, observamos la superficie de la muestra en busca de posibles cambios en la textura, decoloración, hinchazón, enturbiamiento, pegajosidad, formación de burbujas o agrietamiento, pues cada uno significa un ataque químico. La muestra también se mide para conocer la pérdida de peso potencial, que es un signo de degradación general.

 

En una prueba de laboratorio, el CPVC Corzan® mostró una buena resistencia contra el hidróxido de sodio hasta la concentración de 50% a 180°F (82°C). A una concentración y temperatura superiores, se desarrollaron signos de corrosión por tensión y degradación general.

 

Formulaciones de CPVC y calidad de procesamiento

Debido a la naturaleza corrosiva de la sosa cáustica, la prueba de laboratorio confirmó la resistencia del CPVC Corzan® a la sosa cáustica, pero no del policloruro proveniente de otras marcas genéricas o reconocidas.

 

Es importante considerar los datos anteriores porque el policloruro de vinilo clorado es una opción viable para los usos industriales que mencionamos al principio del artículo, pero tiene sus limitaciones dependiendo, en gran medida, de las formulaciones del CPVC y de la calidad y consistencia de procesamiento del fabricante.

 

No todos los compuestos de CPVC son creados iguales. Las cualidades moleculares inherentes del material difieren, lo que altera el rendimiento del producto final.

 

Importancia del contenido de cloro del CPVC

Lo que da al CPVC su mayor temperatura, presión y resistencia a la llama –en comparación con el PVC– son los átomos de cloro adicionales que protegen la estructura de carbono de su cadena molecular. Aunque la mayoría de las resinas de CPVC contienen de 63 a 69% de cloro, algunas formulaciones aumentan hasta 74%. El contenido de cloro adicional se correlaciona con una mejor resistencia a temperaturas y presiones más altas.

 

Inclusión de los aditivos de CPVC

La resina de CPVC suele infundirse con aditivos para mejorar muchas de las propiedades inherentes de la resina y facilita notablemente la procesabilidad. Cuando no se incluyen los aditivos para facilitar la procesabilidad, la resistencia a la corrosión del producto final puede ser más difícil de lograr durante el procesamiento.

 

Cuando se combina resina de mejor calidad con aditivos de mayor calidad en el proceso, se garantiza un mayor rendimiento contra la degradación.

 

Procesamiento del fabricante de CPVC

Una vez que el compuesto de CPVC se transfiere al fabricante, es su trabajo convertirlo en una geometría utilizable que logre la máxima resistencia química.

 

El procesamiento debe derretir primero el compuesto. La masa fundida resultante se debe inyectar en un molde apropiado o empujar a través de un troquel de tubería para formar la geometría final de la pieza. El procesamiento adecuado garantiza que las áreas donde la masa fundida se junta en el molde, o después de salir del troquel, se fusionen correctamente. Si no se tiene el cuidado necesario para lograr una fusión adecuada, estas áreas se vuelven susceptibles al ataque químico.

 

Conoce bien a tus fabricantes

Las variaciones en la presión, temperatura, concentración, instalación y el mantenimiento del material de CPVC pueden afectar la expectativa de vida útil de un sistema. Es posible que la clasificación de presión hidrostática total de la tubería no se aplique a todo el rango de temperatura y concentración designados.

 

Te invitamos a contactarnos o consultar la lista de fabricantes asociados a Corzan® para ver de dónde provienen los materiales en los que confiamos para resistir la corrosión por sosa cáustica y garantizar los estándares de más alta calidad en tu planta.

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