Работа с агрессивными средами: выбор материала для герметичных насосов
Jul 17, 2025
Химическая промышленность насыщена едкими и опасными химическими веществами. Хотя эти среды играют ключевую роль в соответствующих отраслях, они представляют серьёзную проблему для насосного оборудования. Чем едче технологическая жидкость, тем сильнее износ механических деталей, что, в свою очередь, приводит к более частому техническому обслуживанию, более высокой стоимости владения и даже к потенциальным угрозам безопасности. Поэтому производители насосов должны полностью понимать специфические характеристики перекачиваемых жидкостей, чтобы гарантировать правильный выбор материалов для насоса.Во-первых, следует четко определить, с какой жидкостью идет речь.Этот вопрос кажется простым, но в реальных условиях его часто упускают из виду. Разные жидкости обладают очень разными коррозионными свойствами (например, материалы, необходимые для транспортировки воды, гораздо менее требовательны, чем материалы, необходимые для транспортировки соляной кислоты). Во-вторых, необходимо подтвердить, содержит ли жидкость твердые частицы.Так как эти частицы увеличат скорость коррозии. В-третьих, рассмотрите концентрацию жидкости.Этот параметр оказывает существенное влияние на коррозионную активность. Например, 100%-ная соляная кислота менее коррозионна, чем 36%-ная соляная кислота, благодаря более высокой скорости реакции при меньшей концентрации. Четвертый и последний критический фактор — температура жидкости.Изменения температуры могут значительно влиять на скорость реакции в жидкости, ускоряя процесс коррозии. Знание этих характеристик и точное информирование о них производителя помогает пользователям получить герметичный насос, подходящий для их конкретных условий, избегая при этом ненужных материальных затрат. В таблице 1 приведены три примера, охватывающие потенциальный диапазон коррозионной активности. Минимально едкийКоррозионныйОчень едкийЖидкостьВодаБезводная соляная кислотаСоляная кислотаТемператураНормальная температура (75°F)Нормальная температура: -14°F, рабочая температура: 100°F200°FКонцентрация100%100%36%Твердые частицыСодержитСодержитСодержитТаблица 1: Примеры потенциально коррозионных диапазонов После определения вышеуказанных параметров конечный пользователь может предоставить информацию производитель насосов, которые затем могут сделать выбор ключевых материалов. Выбор компонентов проточной части особенно важен. Так называемая «проточная часть» относится к тем деталям, которые непосредственно контактируют с технологической жидкостью. Некоторые компоненты проточной части корродируют быстрее других, что связано со скоростью потока рабочей жидкости (например, рабочее колесо, как компонент, передающий вращательную энергию рабочей жидкости, обычно имеет более высокую скорость потока, чем такие детали, как подшипники или роторы). Поэтому выбор материалов для проточной части является наиболее сложным и должен корректироваться в соответствии с фактической коррозионной активностью рабочей жидкости.Другим важным решением, которое необходимо принять производителю насоса, является выбор материала резервуара. Резервуар является основным компонентом, находящимся на границе давления, содержащим технологическую жидкость, и должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать рабочее давление, обеспечивая при этом передачу электромагнитного поля от статора к ротору. Электромагнитное поле, создаваемое статором, приводит во вращение ротор, что является основой работы всех асинхронных двигателей. Поэтому сплав никеля, хрома и молибдена (также известный как сплав C-276) стал предпочтительным материалом для резервуара благодаря своей превосходной прочности и коррозионной стойкости. Хотя этот материал имеет решающее значение, поскольку большинство герметичных насосов изготовлено именно из него, выбор материала относительно единообразен и не так строг.Теперь, когда мы определили гибкую информацию, которую должен предоставить конечный пользователь, и объяснили, почему это необходимо, мы можем проанализировать конкретные реальные случаи применения с помощью трех гибких ситуаций в Таблице 1.Первый пример — вода без твердых частиц при комнатной температуре (75°F).Эта жидкость чрезвычайно устойчива к коррозии и имеет широкий выбор материалов для изготовления проточной части. Наиболее распространённый материал для герметичные насосы Изготовлен из нержавеющей стали марки 304 – экономичного и прочного материала. Некоторые производители даже рекомендуют использовать пластик, такой как нитриловый каучук или полипропилен. Как упоминалось ранее, корпус бака обычно изготавливается из сплава C-276, который также является стандартным материалом для большинства герметичных насосов. Второй пример — 100% безводная соляная кислота, которая имеет широкий диапазон рабочих температур (-18°F~68°F).Хотя соляная кислота сама по себе очень едкая, её общая коррозионная активность относительно низкая благодаря чрезвычайно высокой концентрации и низкой температуре. Поэтому выбор нержавеющей стали марки 316 позволяет эффективно снизить риск коррозии в этих условиях.Наиболее коррозионной жидкостью, упомянутой в таблице 1, является соляная кислота концентрацией 37% при температуре 200°F (90°C). Это состояние сочетает в себе два фактора: высокую температуру и низкую концентрацию, которые усиливают коррозию, представляя серьёзную угрозу для материала. Для большинства сплавов высокотемпературная соляная кислота не только ускоряет коррозию металла, но и вызывает вторичную коррозию металла, вызванную водой.В таких экстремальных условиях сложно найти стандартный металл, отвечающий требованиям защиты от коррозии. Поэтому производители часто выбирают специальные материалы, например, броню с превосходной коррозионной стойкостью. Кроме того, для защиты компонентов двигателя используется система циркуляции промывки чистой водой, предотвращающая повреждение материалов бака и подшипников C-276. Хотя такие применения требуют более высоких материальных затрат, они являются необходимыми инвестициями для обеспечения долгосрочной стабильной работы и безопасности насоса.Выбор материала может показаться сложным, но на самом деле это ключевой этап в достижении максимальной производительности насоса. Хотя эта задача кажется простой, для конечного пользователя она крайне важна. Глубокое понимание требований к области применения и полное взаимодействие с производителем насоса – первые шаги к успешному выбору. Неправильное выполнение этого этапа, приводящее к искажению информации о свойствах жидкости, приведет к искажению исходных данных о конструкции всего насоса. Производителю насосов необходимо не только полностью понимать реальную среду применения, но и четко понимать взаимодействие этих условий с используемыми материалами. Ключевым моментом является обеспечение того, чтобы выбранные материалы выдерживали самые жесткие условия эксплуатации, учитывая при этом экономичность конструкции.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ