Pompa szlamowa do inżynierii miejskiej do transportu osadów ściekowych

II. Elastomer

Powszechnie stosowane elastomery w pompach szlamowych można podzielić na trzy kategorie: kauczuk naturalny, elastomery poliuretanowe i syntetyczne.
Kauczuk naturalny
Kiedy jako materiał wykładzinowy stosuje się kauczuk naturalny, wykazuje on doskonałą odporność na erozję w przypadku cząstek stałych o średnicy 12 mm (1/2 cala). Jednak po nałożeniu na wirniki jego odporność na cząstki o średnicy przekraczającej 6mm (1/4 cala) znacznie maleje. Dodatkowo kauczuk naturalny ma ograniczoną zdolność adaptacji do mediów zawierających ostre ciała stałe. Niemniej jednak nowa formuła zapobiegająca-przecięciu w pewnym stopniu poprawiła tę wadę. Ze względu na swoją stosunkowo miękką konsystencję kauczuk naturalny jest podatny na przecięcie lub rozdarcie przez-duże ciała stałe lub zanieczyszczenia. W przypadku stosowania w obwodach mielenia (takich jak młyny kulowe, pół{13}}bębny młyna półautogenicznego i sita wibracyjne zbiorników gromadzących wodę w szlifierkach) regulacja wielkości otworów sita i stanu materiału przesiewającego jest kluczowym czynnikiem zapewniającym jego stabilną pracę.
Kauczuk naturalny ma unikalny tryb opóźnionego odzyskiwania, w którym nagromadzenie ciepła wewnętrznego może wywołać reakcje rozkładu termicznego i odsiarczania, powodując gwałtowny spadek właściwości mechanicznych. Aby uniknąć tego ryzyka, prędkość obwodowa wirnika jest zwykle kontrolowana poniżej 27,5 m/s (5400 ft/min), aby zapobiec degradacji termicznej w obszarze tułowia ssawnego w pobliżu zewnętrznej krawędzi wirnika.
Kauczuk naturalny ma słabą tolerancję na oleje, rozpuszczalniki i mocne kwasy. Po kontakcie ulega znacznemu rozszerzeniu objętości, zmniejszeniu odporności na zużycie i znacznemu zmniejszeniu wytrzymałości mechanicznej. Ponadto nie nadaje się do zastosowań, w których temperatura płynu przekracza 75 stopni. W przypadku substancji chemicznych lub środowisk-o wysokiej temperaturze należy zastosować elastomery syntetyczne, a określone typy należy wybrać na podstawie kombinacji konkretnego ośrodka chemicznego i temperatury roboczej.
2. Poliuretan
Poliuretan, jako rodzaj elastomeru syntetycznego, powstaje w wyniku zmieszania dwóch płynnych substancji chemicznych, a następnie utwardzenia po wylaniu. Materiał ten wykazuje doskonałą odporność na drobne cząstki stałe i w niektórych zastosowaniach sprawdza się lepiej niż kauczuk naturalny.
Chociaż poliuretan nie jest typowym materiałem odpornym na korozję chemiczną, nadal wykazuje znacznie lepszą odporność na rozszerzalność chemiczną niż kauczuk naturalny. W scenariuszach takich jak obwody flotacyjne zawierające różne chemikalia, jego żywotność może być znacznie dłuższa niż w przypadku kauczuku naturalnego. Co więcej, poliuretan można stosować jako wykładzinę pompy do wirników o prędkości obrotowej większej niż 27,5 m/s (5400 ft/min) (w tym stanie kauczuk naturalny nie ma już zastosowania), a także nadaje się do sporadycznych scenariuszy, w których zanieczyszczenia mogą uszkodzić gumowy wirnik.
Ze względu na fakt, że twardość poliuretanu w skali Shore'a jest zwykle wyższa niż konwencjonalnego kauczuku naturalnego, jego działanie może być ograniczone w przypadku szorstkich i ostrych cząstek. Cząsteczki takie mają skłonność do złuszczania się na powierzchni. Dodatkowo struktura chemiczna poliuretanu sprawia, że ​​jest on podatny na „hydrolizę” (specyficzny tryb uszkodzenia elastomerów), zwłaszcza pod wpływem silnych kwasów lub mocnych zasad; jednakże poprzez szczególne ulepszenia receptury można znacznie zwiększyć jego odporność na hydrolizę. Górna granica odpowiedniej temperatury poliuretanu wynosi 70 stopni i będzie rozkładana przez węglowodory.
3. Syntetyczny elastomer
W syntezie związków elastomerowych składnik polimerowy kauczuku naturalnego zastępuje się specjalnie opracowanymi polimerami. Te specjalnie opracowane polimery są odporne na określone środowiska chemiczne i temperatury robocze. Ten proces modyfikacji wymaga zwykle zastosowania nowych środków wzmacniających, utwardzaczy i innych specjalistycznych dodatków, które są kompatybilne z wybranym kauczukiem syntetycznym.
Chociaż elastomery syntetyczne przewyższają kauczuk naturalny pod względem odporności chemicznej i odporności na ciepło, istnieje zasadniczy kompromis:-ich odporność na zużycie jest zwykle niższa niż w przypadku kauczuku naturalnego o zoptymalizowanej recepturze. Te charakterystyczne różnice wynikają z priorytetów w projektowaniu materiałów. - Syntetyczne elastomery zwiększają ich zdolność adaptacji do środowiska poprzez regulację struktury molekularnej, ale pogarszają ich właściwości cierne. Stanowi to kluczową podstawę doboru materiału w określonych warunkach pracy, a mianowicie należy osiągnąć ukierunkowaną równowagę pomiędzy tolerancją środowiskową a odpornością na zużycie.

III. Stopy odlewnicze odporne na-zużycie/erozję-

Odporny na zużycie stop odlewniczy nadaje się na wykładzinę wewnętrzną i wirnik pomp szlamowych i może pracować w scenariuszach, w których materiały gumowe są nieodpowiednie, w tym te z dużymi lub ostrymi cząstkami, wysokim ciśnieniem (duża prędkość obrotowa wirnika), wysokimi temperaturami pracy i materiałami bogatymi w węglowodory.
Do stosowania szlamu z pomp odśrodkowych najczęściej stosowaną serią stopów jest żelazo białe o wysokiej- zawartości chromu. Ten rodzaj stopu opiera się na żelazie, w którym równomiernie rozproszone są węgliki metali stanowiące od 15% do 55% objętości. Węgliki te mogą mieć twardość ponad 1200HV, co zapewnia stopowi doskonałą odporność na erozję. Jednakże obecność twardych węglików prowadzi do zmniejszenia wytrzymałości materiału i kompleksowych właściwości mechanicznych. Żelazo białe o wysokiej- zawartości chromu jest podatne na kruche pękanie pod wpływem uderzenia. Obecnie dzięki-dokładnym badaniom tego typu materiałów i ciągłej optymalizacji konstrukcji pomp szlamowych można skutecznie złagodzić awarie spowodowane kruchym pękaniem.
Żeliwo białe o wysokiej zawartości-chromu może spełniać wymagania większości warunków pracy i ma dobrą tolerancję na różne chemikalia. Jednak ze względu na niewystarczającą odporność na kwasy większość produktów nadaje się tylko do środowisk o pH większym niż 4. W przypadku silnie erozyjnych warunków kwaśnych o pH 1 lub niższym, chociaż dostępne są specjalne opcje żeliwa białego o wysokiej-chromie, ich odporność na zużycie jest nieco niższa niż w przypadku tradycyjnych modeli.
W przypadku scenariuszy o warunkach czysto korozyjnych lub wymagających specjalnej odporności na uderzenia można wybrać serie staliwa i stopów niklu. W wyjątkowo lekkiej zawiesinie, gdzie medium jest wyjątkowo korozyjne, można zastosować stal nierdzewną duplex lub austenityczną stal nierdzewną; w przypadku zawiesiny o największej korozyjności należy wybrać stopy na bazie niklu. Należy podkreślić, że te stale i stopy niklu nie są zaprojektowane pod kątem odporności na zużycie. Poprawa ich odporności na korozję odbywa się zwykle kosztem odporności na zużycie, dlatego generalnie nie są zalecane w scenariuszach obejmujących erozyjne ciała stałe.

IV. Ceramika

Ceramikę powszechnie stosowaną w pompach szlamowych można podzielić na trzy kategorie: ceramikę na bazie polimerów- i ceramikę funkcjonalną. Materiały ceramiczne charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję i zużycie, ale charakteryzują się długimi cyklami produkcyjnymi i dużymi trudnościami w przetwarzaniu, co skutkuje stosunkowo wysokimi kosztami produkcji.
Ceramika-na bazie polimerów
Ceramika kompozytowa epoksydowa: Oparta na żywicy epoksydowej, charakteryzuje się doskonałą przyczepnością, odpornością na korozję i stabilnością wymiarową. Jako ceramiczne fazy wzmacniające stosuje się cząstki tlenku glinu i węglika krzemu wraz z-krótkociętymi włóknami. Po utwardzeniu tworzą materiał kompozytowy o dużej wytrzymałości i twardości, charakteryzujący się lepszą odpornością na korozję chemiczną niż materiały na bazie poliuretanu- oraz umiarkowaną odpornością na uderzenia. Są powszechnie stosowane do powłok wewnętrznych pomp szlamowych lub elementów odpornych na miejscowe-zużycie (takich jak wewnętrzne wykładziny korpusów pomp i krawędzie wirników), szczególnie w środowiskach szlamowych o średnim stężeniu kwaśnych lub zasadowych mediów chemicznych.
Ceramika z kompozytu winylowego: Żywica winylowa łączy w sobie wytrzymałość i odporność chemiczną żywicy epoksydowej, a także właściwości utwardzania nienasyconego poliestru. Dzięki zastosowaniu tlenku glinu, węglika krzemu itp. jako faz wzmacniających, w połączeniu z włóknami/wąsami ceramicznymi, odporność materiału na uderzenia i rozdarcie jest znacznie zwiększona. Nadaje się do scenariuszy oczyszczania szlamu żużlowego o średniej wielkości cząstek i złożonym środowisku chemicznym.
Ceramika kompozytowa na bazie-poliuretanu: wykorzystując poliuretan (PU) jako matrycę, jako ceramiczne fazy wzmacniające stosuje się zwykłe twarde cząstki ceramiczne, takie jak tlenek glinu (Al₂O₃), węglik krzemu (SiC) i tlenek cyrkonu (ZrO₂). Dzięki wzmocnieniu dyspersyjnemu cząstek ceramicznych odporność na zużycie i uderzenia poliuretanu ulega znacznej poprawie, przy jednoczesnym zachowaniu elastyczności poliuretanu, dzięki czemu jest on odporny na erozję i zużycie powodowane przez-drobne i średniej wielkości cząstki stałe. Nadaje się do scenariuszy obejmujących media chemiczne lub szlam o średniej odporności na zużycie, takich jak obwody flotacyjne i transport odpadów poflotacyjnych. Zwłaszcza zastępując tradycyjny kauczuk naturalny, może on zrównoważyć zarówno odporność chemiczną, jak i odporność na zużycie.
2. Ceramika funkcjonalna
Ceramika z tlenku glinu (ceramika Al₂O₃): Ceramika z tlenku glinu jest najwcześniejszą funkcjonalną ceramiką stosowaną w pompach szlamowych. Im wyższa twardość i odporność na zużycie oraz stabilność działania chemicznego (z wyjątkiem silnych roztworów alkalicznych i kwasu fluorowodorowego), tym niższy koszt. Jest powszechnie stosowany na okładzinę wewnętrzną, tuleję ochronną i warstwę-odporną na miejscowe zużycie wirnika pomp szlamowych, szczególnie odpowiednią do tłoczenia szlamu o średnim zużyciu, ale ma większą kruchość i gorszą odporność na uderzenia.
Ceramika z węglika krzemu (ceramika SiC): Ceramika z węglika krzemu (zwłaszcza-spiekany SiC w wyniku reakcji i-bezciśnieniowo spiekany SiC) ma wyjątkowo wysoką odporność na zużycie, doskonałą odporność na korozję (nie jest odporny na kwas fluorowodorowy i silne kwasy utleniające), dobrą przewodność cieplną, odporność na wysoką temperaturę i doskonałą odporność na szok termiczny w porównaniu z ceramiką z tlenku glinu. Nadają się do zastosowań wymagających{{3}konserwacji, silnej-korozyjnej lub-wysokotemperaturowej, np. szlamu o wysokim-stęeniu zawierającego ostre cząstki (takie jak piasek kwarcowy, żużel metalowy) lub szlamu chemicznego zawierającego kwasy/zasady-. Często wykorzystuje się je jako elementy odporne na zużycie rdzenia,-takie jak wirniki, przednie płyty ochronne i pierścienie ślizgowe pomp szlamowych.
Ceramika wzmocniona tlenkiem cyrkonu (ceramika ZrO₂): Ceramika ta jest wzmocniona stabilizatorami, takimi jak tlenek itru (Y₂O₃) i charakteryzuje się wyjątkowo wysoką odpornością na pękanie (3-5 razy większą niż ceramika z tlenku glinu) i odpornością na zużycie. Mają wysoką twardość (twardość w skali Mohsa w zakresie od 8,5 do 9 stopni) i doskonałą odporność na korozję (z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego): nadają się do zastosowań, w których cząstki szlamu mają pewien stopień udarności (takie jak gruboziarniste żużel, piasek i żwir) i mogą być stosowane do elementów takich jak wirniki i-odporne na zużycie wykładziny, kompensujące kruchość tradycyjnej ceramiki i działające stabilniej w warunkach średniej intensywności zużycia i odporności na uderzenia.

Kod

Nazwa materiału
Typ

Opis funkcji
A04

ULTRACHROME® 24% chromu na korozję-Odporne na żeliwo szare
Żeliwo białe
Stop A04 to rodzaj białego żelaza specjalnie zaprojektowany do operacji wiercenia i gwintowania. Odporność na korozję A04 nie jest tak dobra jak A05 i zazwyczaj nie jest ona-odporna na korozję. A04 służy do uszczelniania adapterów, dławnic i urządzeń rozładowujących.
A05

ULTRACHROME® 27% chromu na korozję-Odporne na żeliwo szare
Żeliwo białe
Stop A05 to rodzaj-odpornego na zużycie żeliwa białego, które wyjątkowo dobrze sprawdza się w różnych warunkach erozji, w tym w środowiskach o łagodnej korozyjności. Wysoką odporność na zużycie A05 przypisuje się obecności w jego mikrostrukturze twardych węglików.
A25

Stal Ni-Cr-Mo
Stal odlewana

Stop A25 to rodzaj stali stopowej o umiarkowanej odporności na zużycie i wysokich właściwościach mechanicznych. Stop ten jest stosowany do dużych odlewów, w których wytrzymałość ma ogromne znaczenie, takich jak obudowy pomp do żwiru.
A49

ULTRACHROME® 28% chromu o niskiej zawartości węgla i wysokiej-chromu o niskiej zawartości-białego żelaza
Żeliwo białe
Stop A49 to odporne na korozję-żeliwo białe, które nadaje się do stosowania w korozyjnych warunkach o niskim pH. Jednakże występuje również problem zużycia erozyjnego. Stop ten szczególnie nadaje się do odsiarczania gazów spalinowych (FGD) i innych średnio korozyjnych zawiesin.
A53

ULTRACHROME® Austenityczna stal nierdzewna o wysokiej-białej zawartości chromu
Żeliwo białe
Stop A53 to stop o wysokiej-odporności na korozję i umiarkowanej odporności na korozję. A53 można stosować w zastosowaniach o niskim pH, takich jak warunki fosforanowe lub niektóre zastosowania związane z usuwaniem dwutlenku siarki, gdzie również występują problemy z erozją.
A61

HYPERCHROME® 30% Cr, białe żelazo o wysokiej zawartości chromu
Żeliwo białe
Stop A61 to nadeutektyczne żeliwo białe. Ze względu na obecność dużej części twardych i odpornych na ścieranie-węglików chromu w osnowie stopu, posiada on wyjątkowo wysoką odporność na korozję.
A68

HYPERCHROME® 30% Cr, białe żelazo o wysokiej zawartości chromu
Żeliwo białe
Stop A68 jest nadeutektycznym białym żelazem. Nadaje się do warunków wysokiego zużycia i ma łagodną odporność na korozję. Powinien być stosowany w zastosowaniach, gdzie wymagana jest podobna odporność na korozję jak stop Ultrachrome A05 i wyższy poziom odporności na zużycie niż stop Hyperchrome® A61.
A241

ULTRACHROME® 32% chromu, białe żelazo o wysokiej zawartości chromu
Żeliwo białe
Stop A241 to-odporne na zużycie i uderzenia-żeliwo białe. Został zoptymalizowany do zastosowań, w których uderzenie powoduje straty materiału. W porównaniu z A61, A241 ma doskonałą odporność na uderzenia, a w porównaniu z A05 ma doskonałą odporność na korozję.
C21

13% stali chromowej
Martenzytyczna stal nierdzewna
Stop C21 to w pełni hartowana stal nierdzewna 420C.
C23

Stal nierdzewna CF-8M
Stal nierdzewna austenityczna

Stop C23 to stal nierdzewna CF-8M. C23 ma doskonałą odporność na korozję, ale jego odporność na korozję jest słaba. Jest to odpowiednik odlewniczy 316SS.
C26

Stal nierdzewna CD-4MCuN
Stal nierdzewna typu duplex
Stop C26 to stal nierdzewna typu duplex CD-4M CuN. Jest bardziej odporny na korozję niż C23, ale zwykle ma gorszą odporność na korozję. Jest to odpowiednik odlewniczy 2205SS.
D21

Żeliwo z grafitem sferoidalnym (żeliwo SG)
Lane żelazo
Stop D21 to gatunek żeliwa sferoidalnego o szarawym kolorze i jest stosowany jako standardowy materiał na obudowy i ramy pomp.
D25

Żeliwo sferoidalne o wysokiej wytrzymałości- (żelazo SG)
Lane żelazo
Stop D25 to zastrzeżone żeliwo sferoidalne stosowane-w zbiornikach wysokociśnieniowych, które wymagają najwyższej wytrzymałości mechanicznej.
N02

Stop 63% Ni, 30% Cu
Stop niklu-odporny na korozję
Stop N02 to stop niklu-miedzi, który nadaje się do środowisk korozyjnych, ale ma słabą odporność na zużycie. N02 jest również znany jako stop Monel.
N22

Stop 58N 22Cr 12Mo
Stop niklu-odporny na korozję
N22 to niezwykle odporny na korozję-stop, stosowany w niezwykle trudnych zastosowaniach, którym nie są w stanie sprostać nawet austenityczne i nadstopy austenityczne. N22 jest również znany jako Hastelloy® C-22®.
J32

70% powłoka z węglika wolframu 420SS
Stal nierdzewna-pokryta ceramiką
J32 to metalowa-kompozytowa powłoka ceramiczna składająca się w 70% z węglika wolframu i podłoża ze stali nierdzewnej 420. Stosowany jest na tuleje wałów w warunkach korozyjnych.
J37

70% powłoka z węglika wolframu CD4-MCUN
Stal nierdzewna typu duplex-pokryta ceramiką
J37 to metalowa-kompozytowa powłoka ceramiczna składająca się w 70% z węglika wolframu i podłoża ze stali nierdzewnej typu duplex. Stosowany jest na tuleje wałów pracujących w warunkach korozyjnych i ściernych.
J39

Powłoka w 80% z węglika wolframu 420SS
Stal nierdzewna-pokryta ceramiką
J39 to metalowa-ceramiczna powłoka kompozytowa składająca się w 80% z drobnoziarnistego-węglika wolframu i podłoża ze stali nierdzewnej 420. Stosowany jest na tuleje wałów pracujących w ekstremalnie ściernych warunkach i ma wyższą odporność na zużycie w porównaniu do J32.
R35

Guma Linatex® Premium
Kauczuk naturalny
R35 Linatex premium to miękki i wysoce elastyczny kauczuk naturalny, zoptymalizowany pod kątem zastosowań związanych ze ścieraniem drobnocząsteczkowych szlamów.
R55

Wykładzina wyładowcza młyna wykonana jest z kauczuku naturalnego.
Kauczuk naturalny
Kauczuk naturalny R55 to związek zaprojektowany specjalnie z myślą o powszechnym, szerokim rozprowadzaniu szlamu w zastosowaniach związanych z rozładunkiem szlifierek.
R508

Wykładzina wyładowcza młyna wykonana jest z kauczuku naturalnego.
Kauczuk naturalny
Kauczuk naturalny R508 to mieszanka specjalnie zaprojektowana do najbardziej wymagających zastosowań, charakteryzująca się wyjątkowo wysoką odpornością na rozdarcie i wytrzymałość na rozciąganie.
S01

Guma EPDM
Syntetyczny elastomer
S01 to syntetyczny elastomer o doskonałej odporności na kwasy i ozon. Stosowany jest głównie w zastosowaniach uszczelniających ze względu na niską właściwość trwałego odkształcenia ściskającego.
S12

Kauczuk nitrylowy
Syntetyczny elastomer
S12 to rodzaj kauczuku syntetycznego powszechnie stosowanego w zastosowaniach obejmujących tłuszcze, oleje i woski. S12 ma umiarkowaną odporność na korozję.
S21

Kauczuk butylowy (IIR).
Syntetyczny elastomer
Kauczuk syntetyczny S21 wykazuje doskonałą stabilność chemiczną, dobrą odporność na ciepło i odporność na utlenianie, ale ma słabą odporność na korozję. S21 jest stosowany w środowiskach kwaśnych.
S31

Chlorosulfonowany polietylen
Syntetyczny elastomer
S31 to elastomer przeciwutleniający i-odporny na ciepło. Ma doskonałą stabilność chemiczną w stosunku do kwasów i węglowodorów.
S42

Polibutadien
Syntetyczny elastomer
S42 to-wytrzymały elastomer syntetyczny o parametrach dynamicznych tylko nieznacznie niższych niż kauczuk naturalny. S42 ma doskonałą odporność na temperaturę i olejoodporność. Zwykle stosuje się go w sytuacjach, w których ulega degradacji-kauczuk naturalny na bazie węglowodorów.
S51

Polimer fluorosilikonowy
Syntetyczny elastomer
Syntetyczny elastomer S51 wykazuje doskonałą odporność na oleje i chemikalia w wysokich temperaturach, ale ma słabą odporność na korozję.
U38

Poliuretan-odporny na zużycie
Elastomer poliuretanowy
U38 is an erosion-resistant material that performs well in elastomer applications and is suitable for "impurity" issues. This is attributed to U38's high tear and tensile strength. However, its erosion resistance is not as good as that of natural rubber (R55ª rubber).
Y08

Azotek krzemu w połączeniu z węglikiem krzemu
Ceramika

Y08 to ceramika-odporna na zużycie, która dobrze sprawdza się w zastosowaniach związanych ze zużyciem drobnych cząstek, ale ma słabą odporność na uderzenia ciałami stałymi i erozję większą niż -1 mm.