Perché i raschiatori per fanghi non metallici sono ideali per la sedimentazione in ambienti corrosivi?

La corrosione nei serbatoi di sedimentazione delle acque reflue

I serbatoi di sedimentazione negli impianti di trattamento delle acque reflue subiscono gravi problemi di corrosione a causa dell'acido solforico prodotto quando determinati batteri diventano attivi. Questo accade soprattutto nelle parti del serbatoio prive di ossigeno, dove i batteri solfatoriduttori trasformano i solfati in gas solfidrico. Il gas reagisce poi con l'aria in superficie formando acido solforico. Questo acido corrode le pareti in calcestruzzo, le ringhiere e tutti i tipi di componenti meccanici all'interno dei serbatoi. Anche quando queste strutture sono rivestite o protette con resina epossidica, la corrosione influenzata dai microrganismi continua ad accelerare il degrado. Neppure le tradizionali raschiette per fanghi in acciaio inossidabile sono al sicuro. Cloruri, solfuri e quei fastidiosi composti organici volatili penetrano attraverso microfessure causando danni. Provocano pitting in diversi punti, oltre a corrosione interstiziale e cricche da tensione che peggiorano nel tempo. Tutti questi danni compromettono la rimozione costante del fango e richiedono la sostituzione anticipata delle apparecchiature. Raschiette per fanghi in materiale non metallico, progettate specificamente per questo scopo, resistono meglio a tutti questi agenti chimici. Utilizzano polimeri speciali che non reagiscono elettrochimicamente. Gli impianti che gestiscono acque reflue con una chimica particolarmente aggressiva spesso spendono circa il 30% del loro budget annuale di manutenzione per contrastare i problemi di corrosione. Pertanto, scegliere materiali più duraturi non è solo buona ingegneria, ma è essenziale per mantenere un funzionamento regolare senza gravare troppo sui costi a lungo termine.

Come gli raschiatori di fango non metallici offrono una superiore resistenza alla corrosione

Scienza dei materiali polimerici e compositi alla base dell'immunità alla corrosione

Gli raschiatori di fango non metallici sfruttano polimeri progettati come UHMWPE (polietilene ad ultra alto peso molecolare) e plastiche rinforzate con fibra di vetro (FRP) per raggiungere un'immunità quasi totale alla corrosione. Questi materiali eliminano i percorsi elettrochimici attraverso tre meccanismi:

• La densità molecolare (0,94–0,98 g/cm³) crea barriere impermeabili contro la penetrazione microbica e l'ingresso di acidi
• Le catene polimeriche chimicamente inerti resistono all'ossidazione da cloruri (<500 ppm) e acido solforico (pH <1), a differenza dei metalli che subiscono reazioni redox
• Isolamento galvanico assoluto – elimina la cella elettrochimica necessaria per la corrosione

Test indipendenti sui polimeri secondo ASTM D638 confermano il mantenimento dell'89% della resistenza a trazione dopo 10.000 ore in ambienti con pH 2 – superando di quattro volte l'acciaio al carbonio rivestito con epossidico e l'acciaio inossidabile

Prestazioni nel Mondo Reale: Spazzole per Fanghi Non Metalliche vs. in Acciaio Inossidabile in Ambienti Acidi con Alto Contenuto di Cloruri

L'acciaio inossidabile grado 316L – spesso citato per la sua resistenza alla corrosione – si deteriora rapidamente in acque reflue ricche di cloruri nonostante le affermazioni del produttore di una durata di 20 anni in condizioni di pH moderato. Dati di campo provenienti da 12 impianti di trattamento municipali e industriali mostrano:

Gli operatori degli impianti riportano costantemente una durata superiore di 12–15 anni rispetto all'acciaio al carbonio in vasche di sedimentazione acide. In assenza di usura meccanica, pitting o accoppiamento galvanico, i fermi non programmati si riducono del 70% – un vantaggio determinante nelle applicazioni con acque reflue ad alto contenuto di cloruri regolamentate dalle linee guida EPA sulla resilienza delle infrastrutture.

Vantaggi Operativi ed Economici delle Spazzole per Fanghi Non Metalliche

Riduzione dei tempi di fermo e dei costi di manutenzione durante l'intero ciclo di vita

Le raschiette per fanghi realizzate in materiali non metallici possono ridurre i costi di esercizio perché non sono soggette a problemi di corrosione come invece accade per quelle metalliche. Secondo alcune ricerche del settore, tra cui un rapporto recente della Water Environment Federation del 2023, le raschiette in plastica rinforzata con fibra di vetro (GRP) richiedono circa la metà della manutenzione annuale rispetto a quelle in acciaio inossidabile quando utilizzate in aree con elevati livelli di cloruro. Nel tempo, ciò si traduce in un risparmio complessivo di circa il 30 percento su un arco di venti anni, nonostante il costo iniziale più elevato di queste opzioni non metalliche. I motivi principali alla base di questi risparmi sono piuttosto semplici ma importanti da considerare per i responsabili della gestione degli impianti.

• Eliminazione dei sistemi di protezione catodica e del relativo monitoraggio
• Nessuna riparazione tramite saldatura per danni da corrosione pitting o da crevice
• Minore frequenza di sostituzione delle catene di trasmissione, dei cuscinetti e delle palette

L'assenza di degrado galvanico elimina anche la necessità di ispezioni periodiche dei rivestimenti e di cicli di ripitturazione, semplificando ulteriormente la pianificazione della manutenzione.

Affidabilità migliorata ed efficienza costante nella rimozione dei fanghi

Polimeri progettati per ambienti aggressivi mantengono la loro forma e resistenza anche quando esposti a condizioni estremamente acide o alcaline con pH compreso tra 1 e 13. I componenti metallici tendono a incrinarsi, perdere strati protettivi o semplicemente dissolversi più rapidamente in queste condizioni. Uno studio recente ha monitorato le prestazioni per tre anni in sei impianti diversi che gestiscono reflui ricchi di acido solforico. I risultati hanno mostrato che i raschietti a catena a base di polimero rimuovevano costantemente il fango con un'efficienza del 98%, rispetto al solo 74% delle versioni in acciaio inossidabile. Essendo più leggeri, questi sistemi in polimero esercitano una minore sollecitazione sui motori e sui meccanismi di trasmissione. Gli impianti hanno riportato un risparmio energetico compreso tra il 15% e il 20%, pur operando in modo affidabile in serbatoi di grandi dimensioni larghi oltre 20 metri. Mantenere questo tipo di prestazioni costanti è molto importante in settori chiave come i bacini di neutralizzazione chimica. Quando i solidi non vengono rimossi correttamente, possono causare problemi in tutta la linea di lavorazione e portare a violazioni delle normative ambientali che nessuno desidera affrontare.

Selezione del Raspacalce Non Metallico Giusto per la Vostra Applicazione

Considerazioni chiave sulle specifiche: geometria della vasca, viscosità del fango e profilo di esposizione chimica

La selezione efficace di un raspacalce richiede l'allineamento delle capacità dell'equipaggiamento a tre parametri operativi critici:

• Geometria della vasca determina la compatibilità meccanica. Le vasche circolari con diametro inferiore a 20 m sono generalmente adatte ai sistemi con azionamento periferico, mentre le vasche rettangolari con lunghezza superiore a 30 m richiedono configurazioni con travi portanti o a catena per garantire una copertura completa e una distribuzione uniforme della coppia.
• Viscosità del fango determina il livello di resistenza richiesto per il raspo. Il fango a bassa densità (<10% di solidi) funziona in modo efficiente con raschiatori centrali, ma i depositi ad alta densità (>25% di solidi) richiedono pale rinforzate, una maggiore superficie di contatto delle lame e meccanismi di azionamento pesanti dimensionati per carichi dinamici.

L'esposizione chimica rimane il fattore più complesso. Gli ingegneri devono analizzare:

Secondo uno studio recente del 2024 sull'equipaggiamento per acque reflue, quasi due terzi di tutti i guasti dei raschietti sono dovuti al fatto che i materiali semplicemente non sono compatibili con i prodotti chimici a cui sono esposti. Per questo motivo è fondamentale scegliere polimeri adatti alle condizioni effettive di ogni singolo impianto. Prendiamo ad esempio l'UHMWPE: funziona bene in condizioni acide con elevate concentrazioni di solfuri, ma bisogna fare attenzione quando la temperatura supera i 60 gradi Celsius poiché tende a diventare troppo morbido. I materiali in FRP gestiscono meglio il calore in generale, ma rimane comunque necessario selezionare con cura le resine giuste per garantirne la resistenza ai cloruri. Prima di definire le specifiche definitive, conviene consultare le tabelle di compatibilità chimica fornite dai produttori. Tali tabelle dovrebbero seguire standard come i metodi di prova ASTM D543 e ISO 17892-10 per assicurare una corretta corrispondenza.

Sezione FAQ

Perché i serbatoi di sedimentazione soffrono di corrosione?

I serbatoi di sedimentazione subiscono corrosione a causa della produzione di acido solforico, quando batteri riduttori di solfati convertono i solfati in gas solfuro di idrogeno, che reagisce con l'aria formando l'acido.

Quali materiali sono utilizzati nei raschiatori per fanghi non metallici?

I raschiatori per fanghi non metallici sono realizzati in polimeri tecnici come UHMWPE e plastiche rinforzate con fibra di vetro, che offrono una resistenza alla corrosione superiore rispetto ai componenti metallici.

In che modo i raschiatori per fanghi non metallici riducono i costi di manutenzione?

I raschiatori per fanghi non metallici riducono i costi di manutenzione eliminando la necessità di protezione galvanica, riparazioni mediante saldatura e sostituzioni frequenti, portando a un risparmio del 70% sugli interventi di manutenzione.

Quali sono i principali vantaggi dell'uso dei raschiatori per fanghi non metallici?

I principali vantaggi includono una superiore resistenza alla corrosione, riduzione dei costi di manutenzione, maggiore affidabilità e un'efficienza migliorata nella rimozione del fango.