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Sfide e soluzioni tipiche per il trasporto di biomassa legnosa

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I sistemi di movimentazione dei materiali sono troppo spesso un ripensamento. Quando si progetta un impianto, gli ingegneri si concentrano in genere su isole di macchinari costosi e trascurano di pensare seriamente ai sistemi che li collegano. Finiscono per acquistare la soluzione più economica che, pur essendo adatta al budget, danneggia finanziariamente i loro clienti nel lungo termine.

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I sistemi economici che utilizzano trasportatori chain-in-a-box obsoleti spesso finiscono per diventare dei colli di bottiglia nella produzione, perché non possono gestire la capacità, si guastano o hanno bisogno di manutenzione non pianificata.

I sistemi che gestiscono la biomassa legnosa meritano maggiore attenzione. Il materiale legnoso è duro sui sistemi di trasporto. Capire come influisce sui trasportatori e quali trasportatori sono stati progettati in modo ottimale per garantire il successo dell'operazione.

Sfida 1: corrosione acida

Il legno contiene naturalmente diversi acidi, i cui volumi maggiori sono l'acido formico e l'acido acetico. Una volta rilasciati dal legno, gli acidi reagiscono con il metallo formando ruggine. L'acido acetico è particolarmente aggressivo e può causare corrosione a soli 0,5 ppm nell'aria.

L'acido corrode il metallo ovunque venga a contatto con: i pannelli superiore e laterali, le pale (se metalliche) e la catena. Di questi componenti, la catena è più vulnerabile e l'attacco è in qualche modo invisibile. Gli acidi attaccano i perni della catena e le boccole, riducendone il diametro fino a quando non falliscono sotto carico. È interessante notare che i perni finiscono per essere il punto di rottura della maggior parte delle catene che trattano materiale legnoso, anche se le barre laterali della catena sono tecnicamente il punto più debole.

La corrosività del legno varia notevolmente a seconda delle condizioni e della natura del legno. Le specie di legno differiscono per l'acidità. Alcuni boschi, come l'abete, tendono ad essere solo leggermente acidi. Altri, come la quercia e il cedro rosso occidentale, hanno livelli di pH bassi, tipicamente tra i tre e i quattro. Anche le condizioni del suolo nelle singole zone geografiche locali influiscono sul pH. Come e se il legno è stato trattato influisce anche sull'acidità.

Sfida 2: umidità

L'umidità è il nemico numero uno dei trasportatori. Fonti esterne di umidità come la pioggia e i trasportatori che attaccano l'umidità dall'esterno, mentre le fonti interne del legno attaccano dall'interno.

I diversi tipi di legno hanno livelli di umidità diversi. Il legno verde ha un contenuto di umidità più elevato rispetto al legno essiccato. Il legno imbevuto di pioggia o inceppato lungo il fiume avrà anche un contenuto di umidità più elevato. Questa umidità, come l'acido, corrode i perni e le boccole della catena. La ruggine che si forma in questi componenti, li erode ulteriormente come abrasivo, aggravando il danno.

Più alta è la temperatura ambiente, più alta è la velocità di corrosione, poiché è disponibile più energia per accelerare la reazione. Il legno caldo come i pellet freschi è quindi particolarmente corrosivo. I trasportatori in acciaio dolce non durano a lungo a contatto con materiali legnosi e caldi.

Soluzione: grandi perni, spostare le catene

Per affrontare la corrosione, specialmente nelle applicazioni ad alto volume, è necessario cercare catene con perni sovradimensionati. Catene con perni come questi non sono comuni, quindi dovrete ordinare dal produttore del trasportatore. Ma dureranno più a lungo delle catene standard, il che ne vale il costo.

Inoltre, cosa forse più importante, cercate nastri trasportatori con catene piuttosto che correre fuori dal percorso del materiale. I trasportatori a trascinamento tradizionali fanno scorrere le catene lungo il pannello inferiore e attraverso il materiale. Questo è problematico per una serie di motivi, il minimo dei quali è che espone la catena su tutti i lati agli effetti corrosivi dell'acido e dell'umidità.

Soluzione: finitura a nastro trasportatore

In caso di corrosione, è necessario considerare anche la finitura del trasportatore. Mentre l'acciaio verniciato è la soluzione più economica, è anche la meno efficace nel proteggere il trasportatore. La forza di adesione della vernice è di circa 600 psi, quindi si scheggia e si stacca abbastanza facilmente. La vernice all'interno del trasportatore non durerà a lungo.

La verniciatura a polvere è un'opzione di finitura migliore. Costa più della vernice, ma la sua forza di adesione è maggiore, e rivestirà più uniformemente la superficie del trasportatore, fornendo una migliore protezione. L'acciaio zincato è una scelta ancora migliore. Lo strato di zinco protegge chimicamente l'acciaio sottostante dalla ruggine, anche se il rivestimento è graffiato. È anche molto più forte del rivestimento in polvere; la sua forza di adesione è di circa 3.600 psi. Le finiture zincate non si deteriorano a causa degli agenti atmosferici (esclusi fulmini e catastrofi) e sono meno reattive delle vernici. Per applicazioni in cui il legno è stato esposto al sale marino, sono necessarie finiture zincate. Il sale agisce come catalizzatore nella reazione tra acqua, aria e acciaio, accelerando la corrosione.

Per applicazioni ad alta temperatura, come la manipolazione di pellet di legno fresco, l'acciaio inossidabile diventa l'unica scelta economica. In sostanza, se si acquista un trasportatore in acciaio dolce per tali applicazioni, si butta via i propri soldi.

Sfida e soluzione 3: attrito e usura

La biomassa legnosa non solo danneggia i trasportatori con acidi e umidità, ma anche con l'abrasione. Questo non è difficile da capire: il materiale legnoso non è morbido. Si graffia. Si impacchetta insieme e si incunea.

Per affrontare l'abrasione, ancora una volta cercare una soluzione in cui le catene non attraversano il materiale. Inoltre, al posto di una soluzione a catena singola, optate per un trasportatore a doppia catena. In un trasportatore a catena singola, il materiale si impacchetterà a sinistra o a destra della catena mentre entra nel trasportatore. In questo modo, la catena viene messa a punto, danneggiandola e riducendo l'efficienza operativa complessiva. Con un trasportatore a doppia catena, questo non è possibile; le pale sono tenute su entrambi i lati in modo da non potersi torcere e le catene scorrono in trogoli che non consentono loro di muoversi molto (se il trasportatore è così progettato).

Per quanto riguarda l'usura dei pannelli inferiori, si può optare per un rivestimento in acciaio resistente all'abrasione per aumentare la durata dei pannelli. Ma soprattutto, cercate trasportatori con pale e catene che non trascinino lungo i pannelli inferiori. Più dell'abrasione del legno, le catene e le pale che corrono lungo il pavimento del trasportatore si consumano rapidamente attraverso i pannelli. Non solo questo problema di usura, ma anche quando le catene e le pale trascinano lungo le superfici interne in acciaio, l'attrito che ne risulta diminuisce l'efficienza del trasportatore. Questo significa che si spendono più soldi per alimentare il trasportatore per superare l'attrito interno piuttosto che per spostare il materiale.

I trasportatori a doppia catena sono in grado di rimuovere al meglio le pale e le catene dai pannelli inferiori. Le catene possono essere posizionate nei loro percorsi e i pannelli che contengono possono essere progettati con tolleranze che non consentono alle catene di raschiare i pannelli. L'uscita delle catene dal percorso del materiale riduce anche il volume di materiale che si troverà tra i rulli e le ruote dentate. Se materiale estraneo interferisce con l'innesto delle catene e dei pignoni, il rullo può essere danneggiato.

Recentemente ho avuto una conversazione con un ingegnere il cui cliente ha dovuto sostituire i pannelli inferiori dei nastri trasportatori ogni sei mesi. Questo cliente utilizzava un trasportatore a trascinamento tradizionale con la catena e le pale che corrono lungo il pavimento. Il risultato è stato un sistema con elevati costi operativi. Ma questa non devi essere tu. Un nastro trasportatore ben progettato vi aiuterà a non affrontare i mal di testa che si presentano con un sistema di trasporto di scarsa qualità e mal implementato. Sistemi migliori costeranno di più in anticipo, ma vi faranno risparmiare denaro lungo la strada.