1.2 Конструкционные материалы

Обсуждение конструкционных материалов приводит к двум основным типам центробежных шламовых насосов - металлическим и покрытым резиной.

Покрытые резиной насосы часто выбираются для работы со шламами, содержащими твердые частицы менее 6.5 мм (0.25 дюйм) в диаметре. Никакие насосы, какой бы толстый слой резины они не имели, не могут работать со шламом, содержащим частицы диаметром до 12,5 мм (0,5 дюйм).

В тяжелых случаях для придания насосам дополнительной стойкости к истиранию теперь используется керамика. Керамические вставки могут устанавливаться в металлические изнашиваемые гильзы, керамические кромки или валы могут заделываться в резиновые детали.

Покрытые резиной насосы эффективны для перекачки тонких шламов.

Упругость покрытых резиной насосов, или способности резины поглощать и отдавать энергию, ударного воздействия твердых частиц шлама, позволяет им работать с минимальными повреждениями покрытых резиной деталей. Правильно подобранный покрытый резиной насос обеспечит отличный срок службы при меньшей по сравнению с аналогичным металлическим насосом стоимости.

Покрытые резиной насосы подвержены повреждениям резиновых деталей от частиц с острыми краями и частиц более 6.5 мм (0.25 дюйм) в диаметре. Острые частицы могут надрезать резину. Покрытые резиной насосы не следует использовать для перекачки шлама, частицы которого имеют острые края, например, антрацита. Кроме того, инородные частицы, попадающие в насос, могут очень быстро нанести ему значительные повреждения.

Крупные частицы могут повредить резину, передавая ей при соударениях больше энергии, чем она в состоянии возвратить шламу. Это приводит к постепенному нагреву в зонах резинового покрытия, что делает резину тверже и приводит к появлению трещин.

Еще одним ограничением является окружная скорость рабочего колеса, ее тоже необходимо принимать во внимание при выборе резины. Окружная скорость покрытого резиной рабочего колеса обычно ограничена 25-28 м/с (5000-5500 фут/мин), поскольку более высокие скорости могут привести к отделению резины от металлического каркаса рабочего колеса.

Это ограничивает максимальный напор, создаваемый покрытым резиной насосом, 45 м (150 фут). Этот предел можно превзойти, установив последовательно несколько насосов или заменив покрытое резиной рабочее колесо на металлическое.

Основным материалом, используемым в покрытых резиной насосах, является натуральный каучук, поскольку он имеет отличные характеристики по износостойкости.

Однако температура, углеводороды и другие вещества, агрессивно действующие на резину, могут ограничить его использование. Могут также использоваться другие материалы, из-за этого покрытые резиной насосы иногда называют насосами, покрытыми эластомерами.

Хромистая сталь

Металлические шламовые насосы могут изготавливаться из различных материалов в зависимости от свойств перекачиваемого шлама. Наиболее часто для перекачки абразивного шлама используется 28% хромистая сталь.

Это хром, содержащий твердую сталь, обычно разлитый по ASTM A532 Class III, и упрочненный при помощи термообработки до твердости около 650 по Бринелю. Твердость материала обусловлена образованием в железной матрице карбидов хрома. Другое преимущество использования хромистой стали состоит в том, что отливки могут быть отпущены до твердости около 380 по Бринелю, обработаны на станках и упрочнены до твердости готовых деталей более 600 по Бринелю. Это позволяет с высокой точностью обрабатывать детали на станках. Практически любой производжитель шламовых насосов использует хромистую сталь, разлитую до соответствия ASTM A532 Class III.

Другие варианты хромистых сталей также имеют повышенное содержанием хрома для изменения свойств материала. Хромистая сталь с приблизительно 30% хрома и низким содержанием углерода используется если значения pH шлама, вероятно, будут выше или ниже диапазона, в котором следует применять стандартную 28% хромистую сталь. Этот материал можно использовать для перекачки высокощелочных шламов, таких, как каустизационный шлам на целлюлозно-бумажных комбинатах, или кислых шламах с хлоридами, например, образующихся в цикле десульфурации дымовых газов (FGD) на тепловых электростанциях, работающих на угле.

Для изготовления насосов используются также хромистые стали с содержанием хрома более 35%. Они применяются для перекачки кислых шламов с высоким содержанием хлоридов или фторидов, в промышленности получения фосфорных удобрений.

Для изготовления насосов для перекачки легких шламов по возможности используется литой чугун, из-за его низкой стоимости. Для коррозионных шламов может использоваться нержавеющая сталь 316 (CF8M) или двойной сплав, например, CD4MCu.

горизонтальный шламовый насос агрегат

1.3 Рабочая точка