Compressor de hélio para ressonância magnética e cryogenia

O hélio ocupa um lugar particular entre os gases comprimidos. Ele é o elemento mais leve que existe, o que tem consequências diretas sobre a geometria do compressor, e ao mesmo tempo é um gás que, em Pureza alta, não pode ser contaminado sem comprometer a aplicação. Somado a isso, o hélio é um recurso escasso e caro, o que torna a recuperação e a recirculação uma prática comum nas instalações de maior porte.

Em ressonância magnética, o hélio é usado para resfriar o imã a temperaturas cryogênicas, dentro de um sistema de circuito fechado. O compressor faz parte desse circuito: ele compensa a perda de hélio e mantém a pressão do sistema dentro da faixa de trabalho, e é essa função que define o dimensionamento do equipamento.

Como funciona a compressão de hélio

O compressor de hélio é um compressor de pistão, comumente com dois estágios e refrigeração a água, acionado por motor trifásico. O hélio é aspirado de um acumulador de baixa pressão, comprimido e entregue ao acumulador de alta pressão, de onde retorna ao sistema. Como o hélio é monoatómico, a relação de compressão por estágio precisa ser controlada: taxas muito elevadas causam aquecimento excessivo e reduzem a vida dos componentes.

Pureza e materiais

Em sistemas de ressonância magnética, o hélio que circula precisa ter grau de pureza especificado pelo fabricante do equipamento. Partículas, óleo e umidade no circuito podem causar obstruções em sistemas muito estreitos de criogenia e em válvulas de precisão. Componentes internos em aço inoxidável e vedação apropriada são a especificação usual, e a análise do hélio deve ser registrada periodicamente.

Critérios de seleção do compressor de hélio

• Vazão mássica: é a unidade correta para o hélio. Converta a vazão do processo para kg/h e especifique o compressor nessa base, porque a vazão volumétrica é enganosa para um gás tão leve.
• Pressão de trabalho: o sistema de ressonância magnética trabalha com pressão na faixa de 20 a 50 bar, e a de compressão de hélio em equipamentos de recuperação pode chegar a 80 bar. Confirme o valor do seu sistema.
• Taxa de compressão por estágio: confirme com o fabricante a taxa máxima admissível por estágio para hélio, porque o comportamento térmico é diferente dos gases diatómicos.
• Material e vedação: aço inoxidável nos componentes em contato com o gás, e selantes compatíveis com as temperaturas do circuito.
• Nível de pureza: a especificação do hélio deve constar do pedido, incluindo o método de análise e a periodicidade de verificação.
• Segurança: o hélio é inerte, mas a alta pressão exige dispositivos de alívio, tubulação com classificação adequada e procedimento de despressurização.

Setores que utilizam compressores de hélio

O principal usuário é o setor de equipamentos médicos de imagem, com ressonância magnética instalada em hospitais, centros de diagnóstico e institutes de pesquisa. Pesquisadores em física de partículas e em ressonância nuclear precisam de sistemas de hélio de baixa temperatura. A indústria de semicondutores e de eletrônica utiliza hélio em sistemas de resfriamento. Laboratórios de baixo temperatura e de criogenia também são usuários recorrentes.

FAQ sobre compressores de hélio

Por que o compressor de hélio tem volume de câmara maior? Porque o hélio é extremamente leve. Para mover a mesma massa de gás por unidade de tempo, é preciso aspirar um volume muito maior de ar. Daí a geometria distinta dos cilindros.

É preciso tratar o hélio antes de comprimir? Depende do grau de pureza exigido pelo sistema. Em instalações de recuperação, filtros e separadores são usados para remover óleo e particulado da compressão.

O compressor pode ser de pistão comum? Precisa ser um compressor projetado para hélio, com taxa de compressão por estágio controlada e vedação adequada. O uso de um compressor de ar comum para hélio, sem verificação do fabricante, não é recomendado.

Manutenção do compressor de hélio

Verifique o nível de óleo, a pressão de aspiração e de descarga e a temperatura de descarga em cada turno, porque o desvio de temperatura é o primeiro sinal de desgaste. Registre as horas de operação e programe a troca de óleo e das vedações conforme o manual. Mantenha o circuito de refrigeração limpo e a água em condição adequada. Preserve a limpeza do sistema de hélio, porque a contaminação em um circuito criogênico raramente pode ser corrigida sem a abertura completa do sistema.

Produto recomendado: Tabela de seleção de compressor booster de gás de média e alta pressão

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