Tecnología de membranas
Las carcasas de membrana son el corazón resistente a la presión de cualquier instalación de membrana de hidrógeno. WOLF fabrica las carcasas a presión estancas a la difusión que protegen las delicadas membranas de separación y hacen posible su rendimiento de separación. Fabricadas con un acabado de alta precisión y homologadas según las normas AD 2000, EN 13445 y ASME. Si lo desea, suministramos el skid completo de nuestra propia fabricación.
Carcasas a presión para membranas de separación sensibles
Las membranas separadoras son sensibles a las cargas mecánicas y a fugas incluso muy pequeñas. Fabricamos las carcasas a presión en acero al carbono o acero inoxidable y adaptamos el acabado superficial, así como la geometría de las juntas y los alojamientos modulares, al sistema de membranas. De este modo, los elementos de membrana quedan fijados de forma segura incluso a altas presiones de servicio y el proceso de separación previsto se mantiene fiable.
Carcasas de membrana en detalle
Una carcasa de membrana protege las delicadas membranas de separación y, al mismo tiempo, garantiza la separación hidrodinámica limpia entre el alimento, el permeado y el retentado. En las siguientes secciones se muestra lo que debe ofrecer una carcasa a presión y cómo la fabricamos.
Requisitos para una carcasa de membrana
Una carcasa de membrana, también denominada carcasa a presión o carcasa de módulo de membrana, es un recipiente resistente a la presión que aloja uno o varios módulos de membrana. En las instalaciones clásicas de hidrógeno, una carcasa de acero inoxidable o de acero al carbono agrupa varios miles de fibras huecas de polímero. Durante la separación, la pequeña molécula de H₂ atraviesa la membrana de forma selectiva, mientras que los gases residuales de mayor tamaño, como el CH₄, el CO₂, el N₂ y el O₂, quedan retenidos. Para que este principio funcione de forma duradera, la carcasa debe cumplir dos requisitos: una elevada resistencia a la presión y estanqueidad hasta el nivel molecular.
Todo de un solo proveedor: el skid completo de carcasa de membrana
No solo fabricamos carcasas individuales, sino también, si es necesario, el skid de membranas completo. Dependiendo del proyecto, montamos varios cientos de carcasas de membranas sobre un bastidor de acero e integramos las tuberías de alta presión, así como los sensores necesarios. Los conjuntos se someten a pruebas como sistema completo y se registran en un conjunto de documentación común.
Aseguramiento de la calidad interno
El aseguramiento de la calidad (QA) corre a cargo de un equipo interno de inspectores certificados, que cuenta con una amplia gama de métodos de ensayo no destructivos y destructivos, mediciones 3D precisas y un seguimiento completo de los lotes. De este modo, cada componente cumple con nuestros requisitos de calidad y con las normas vigentes. Un equipo propio se encarga de la documentación completa y contrastada; todos los materiales, componentes y materiales de aporte se almacenan de forma trazable y a prueba de auditorías.
Diseño conforme a la normativa
Diseñamos recipientes a presión según las normas AD 2000 y EN 13445 con Sant’Ambrogio NextGen 2025, y según el Código ASME, Sección VIII, Div. 1 y Div. 2, con Compress 2025, complementado con Dimy6. Realizamos cálculos FEM y CFD con ANSYS Mechanical y Fluent 2025 R1, y el análisis estático de las boquillas con Nozzle-Pro 15. El diseño de bridas según la norma EN 1591-1 se lleva a cabo con TEMESfcal, y el diseño en PTC Creo.
Hermético a la difusión hasta el nivel molecular
Para aplicaciones de hidrógeno, demostramos la estanqueidad requerida mediante pruebas de fugas con helio y documentamos las tasas de fuga obtenidas. Los cordones de soldadura sometidos a presión se someten a ensayos no destructivos según las especificaciones de ensayo. El ensayo de presión se realiza según la norma EN 13445-5 con la presión de prueba prescrita.
Aceros al carbono, aceros inoxidables y aceros dúplex
Aceros al carbono: P265GH, P355GH, P355NH, P355NL1, 16Mo3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, 15NiCuMoNb5-6-4, SA-516 Gr. 60/70, SA-350 LF2, SA-387 Gr. 11.
Aceros inoxidables: 1.4301, 1.4541, 1.4571, 1.4539, SA-240, 304/321/316Ti/904L.
Dúplex: 1.4462, SA-240, 318LN.
A petición, versiones chapadas, así como aleación 625 y Hardox.
Certificados y homologaciones
¿Alguna duda? Estamos a su disposición para atenderle personalmente.
En WOLF Behälter- und Apparatebau, usted y sus proyectos son lo más importante. Puede confiar en todo momento en la alta calidad constante de nuestros productos y en nuestro servicio integral.
Detalles sobre carcasas para tecnología de membranas
¿Qué calidades de superficie conseguimos en el interior de nuestras carcasas a presión? ¿Cómo diseñamos los cierres para un cambio rápido de membranas? Aquí respondemos a las preguntas técnicas más importantes sobre las carcasas a presión para instalaciones de membranas.
¿Cómo garantizan la estanqueidad a la difusión de sus carcasas? + − Aplicamos un régimen de inspección en varias fases: inspección visual (VT) al 100 % e inspección por radiografía o ensayo ultrasónico (UT) al 100 % (RT/UT) de todos los cordones de soldadura sometidos a presión, además de la detección de fugas con helio, con índices de fuga inferiores a 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s en las superficies de sellado, y el ensayo de presión con 1,43 veces la presión de cálculo según la norma EN 13445-5. Para cordones de soldadura con un espesor de pared a partir de 30 mm, añadimos, si se solicita, los métodos TOFD y Phased Array.
Aplicamos un régimen de inspección en varias fases: inspección visual (VT) al 100 % e inspección por radiografía o ensayo ultrasónico (UT) al 100 % (RT/UT) de todos los cordones de soldadura sometidos a presión, además de la detección de fugas con helio, con índices de fuga inferiores a 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s en las superficies de sellado, y el ensayo de presión con 1,43 veces la presión de cálculo según la norma EN 13445-5. Para cordones de soldadura con un espesor de pared a partir de 30 mm, añadimos, si se solicita, los métodos TOFD y Phased Array.
¿Cómo se gestionan las altas temperaturas de servicio, por ejemplo, en el caso de las membranas metálicas? + − Para aplicaciones de membranas con temperaturas de servicio superiores a 400 °C, por ejemplo, membranas metálicas de paladio, realizamos simulaciones termomecánicas FEM con ANSYS. En función del nivel de temperatura, seleccionamos aceros resistentes al calor, como el 16Mo3 y el 13CrMo4-5, o aceros inoxidables austeníticos, y realizamos la verificación de la resistencia a la fluencia según la norma EN 13445-3, apartado 19. En caso de ciclos de carga muy variables, se añade una evaluación de la fatiga según la norma EN 13445-3, apartado 17 (simplificado) o apartado 18 (detallado).
Para aplicaciones de membranas con temperaturas de servicio superiores a 400 °C, por ejemplo, membranas metálicas de paladio, realizamos simulaciones termomecánicas FEM con ANSYS. En función del nivel de temperatura, seleccionamos aceros resistentes al calor, como el 16Mo3 y el 13CrMo4-5, o aceros inoxidables austeníticos, y realizamos la verificación de la resistencia a la fluencia según la norma EN 13445-3, apartado 19. En caso de ciclos de carga muy variables, se añade una evaluación de la fatiga según la norma EN 13445-3, apartado 17 (simplificado) o apartado 18 (detallado).
¿Qué ventajas aporta la fabricación íntegra del skid en nuestras propias instalaciones? + − En los proyectos de skids convencionales, los recipientes, las tuberías y la estructura de acero se distribuyen entre tres proveedores. En WOLF, todo se fabrica bajo un mismo techo. Para usted, esto significa:
- una estrategia coherente de WPS/PQR para todas las uniones soldadas, sin riesgo de incompatibilidades
- Profundidad idéntica de los ensayos no destructivos (END) en la carcasa y la tubería, a cargo de un inspector de nivel 3
- un conjunto de documentos para todo el skid, en lugar de varios expedientes de subcontratistas
- Detección de fugas de helio y ensayo de presión en el skid completo antes de la entrega
- Responsabilidad clara en cuestiones de garantía
En los proyectos de skids convencionales, los recipientes, las tuberías y la estructura de acero se distribuyen entre tres proveedores. En WOLF, todo se fabrica bajo un mismo techo. Para usted, esto significa:
- una estrategia coherente de WPS/PQR para todas las uniones soldadas, sin riesgo de incompatibilidades
- Profundidad idéntica de los ensayos no destructivos (END) en la carcasa y la tubería, a cargo de un inspector de nivel 3
- un conjunto de documentos para todo el skid, en lugar de varios expedientes de subcontratistas
- Detección de fugas de helio y ensayo de presión en el skid completo antes de la entrega
- Responsabilidad clara en cuestiones de garantía
¿Pueden fabricar también grandes skids de carcasas de membrana para instalaciones industriales? + − Sí, estamos perfectamente preparados para ello. Las carcasas de membrana individuales son componentes tubulares relativamente delgados, con un diámetro interior habitual en la industria de entre 5 y 16 pulgadas y una longitud de hasta unos 10 m. El valor añadido decisivo lo aportamos a nivel de skid: varios cientos de carcasas en un skid de gran tamaño listo para el montaje, con estructura de acero y plataformas de servicio, así como tuberías completas de alta presión, todo ello comprobado y documentado como un paquete integral. Fabricamos este tipo de skids para grandes proyectos del sector del hidrógeno.
Sí, estamos perfectamente preparados para ello. Las carcasas de membrana individuales son componentes tubulares relativamente delgados, con un diámetro interior habitual en la industria de entre 5 y 16 pulgadas y una longitud de hasta unos 10 m. El valor añadido decisivo lo aportamos a nivel de skid: varios cientos de carcasas en un skid de gran tamaño listo para el montaje, con estructura de acero y plataformas de servicio, así como tuberías completas de alta presión, todo ello comprobado y documentado como un paquete integral. Fabricamos este tipo de skids para grandes proyectos del sector del hidrógeno.