Kalové čerpadlo pro komunální inženýrství pro dopravu splaškových kalů

II. Elastomer

Běžně používané elastomery v kalových čerpadlech lze rozdělit do tří kategorií: přírodní kaučuk, polyuretan a syntetické elastomery.
Přírodní kaučuk
Při použití přírodního kaučuku jako výstelkového materiálu vykazuje vynikající odolnost proti erozi pro pevné částice o průměru 12 mm (1/2 palce). Při aplikaci na oběžná kola však jeho odolnost vůči částicím o průměru přesahujícím 6 mm (1/4 palce) výrazně klesá. Kromě toho má přírodní kaučuk omezenou adaptabilitu na média obsahující ostré pevné látky. Nicméně nová formulace proti proříznutí- tuto vadu do určité míry vylepšila. Díky své relativně měkké struktuře je přírodní kaučuk náchylný k proříznutí nebo roztržení velkými-pevnými látkami nebo úlomky. Při použití v mlecích okruzích (jako jsou kulové mlýny, polo{13}}autogenní mlecí bubny a vibrační síta pro sběr vody mlecích strojů) je regulace velikosti otvorů síta a stavu síta klíčovým faktorem pro zajištění jeho stabilního provozu.
Přírodní kaučuk má jedinečný režim selhání regenerace, kdy akumulace vnitřního tepla může vyvolat reakce tepelného rozkladu a odsíření, což má za následek prudký pokles mechanických vlastností. Aby se tomuto riziku zabránilo, je obvodová rychlost oběžného kola obvykle řízena pod 27,5 m/s (5400 stop/min), aby se zabránilo tepelné degradaci v oblasti sací vložky poblíž vnějšího okraje oběžného kola.
Přírodní kaučuk špatně snáší oleje, rozpouštědla a silné kyseliny. Po kontaktu je náchylný k výrazné objemové expanzi, snížené odolnosti proti opotřebení a podstatnému snížení mechanické pevnosti. Navíc není vhodný pro aplikace, kde teplota kapaliny přesahuje 75 stupňů. Pro chemické látky nebo prostředí s vysokou teplotou je třeba použít syntetické elastomery a konkrétní typy je třeba vybrat na základě kombinace konkrétního chemického média a provozní teploty.
2. Polyuretan
Polyuretan, jako druh syntetického elastomeru, vzniká smícháním dvou kapalných chemikálií a následným vytvrzením po nalití. Tento materiál vykazuje vynikající odolnost vůči jemným pevným částicím a v některých aplikačních scénářích funguje lépe než přírodní kaučuk.
Přestože polyuretan není typickým materiálem odolným vůči chemické korozi, stále vykazuje výrazně lepší odolnost vůči chemické roztažnosti než přírodní kaučuk. Ve scénářích, jako jsou flotační okruhy obsahující různé chemikálie, může být jeho životnost mnohem delší než u přírodního kaučuku. Kromě toho lze polyuretan použít jako vložku čerpadla pro oběžná kola s rychlostí otáčení vyšší než 27,5 m/s (5400 stop/min) (v tomto stavu již přírodní kaučuk nelze použít) a je také vhodný pro příležitostné scénáře, kdy mohou úlomky poškodit pryžové oběžné kolo.
Vzhledem k tomu, že tvrdost polyuretanu podle Shore je obvykle vyšší než u běžného přírodního kaučuku, může být jeho výkon omezený při práci s hrubými a ostrými částicemi. Takové částice jsou náchylné způsobit loupání na jeho povrchu. Navíc, chemická struktura polyurethanu dělá to náchylné k “hydrolýze” (specifický způsob selhání elastomerů), obzvláště když vystavený silným kyselinám nebo silným zásadám; avšak prostřednictvím specifických vylepšení složení může být jeho odolnost vůči hydrolýze významně zvýšena. Horní hranice použitelné teploty polyuretanu je 70 stupňů a bude degradován uhlovodíky.
3. Syntetický elastomer
Při syntéze elastomerních sloučenin je polymerní složka přírodního kaučuku nahrazena speciálně formulovanými polymery. Tyto speciálně formulované polymery mohou odolat specifickým chemickým prostředím nebo provozním teplotám. Tento proces modifikace obvykle vyžaduje použití nových ztužujících činidel, vulkanizačních činidel a dalších specializovaných přísad, které jsou kompatibilní s vybraným syntetickým kaučukem.
Přestože syntetické elastomery překonávají přírodní kaučuk, pokud jde o chemickou odolnost a tepelnou odolnost, existuje zásadní kompromis: jejich odolnost proti opotřebení je obvykle nižší než u přírodního kaučuku s optimalizovaným složením. Tyto charakteristické rozdíly vyplývají z úvah o upřednostnění v materiálovém designu - syntetické elastomery zvyšují svou adaptabilitu na životní prostředí prostřednictvím regulace molekulární struktury, ale snižují jejich třecí vlastnosti. To poskytuje zásadní základ pro výběr materiálu ve specifických pracovních podmínkách, konkrétně je třeba dosáhnout cílené rovnováhy mezi tolerancí prostředí a odolností proti opotřebení.

III. Odlévací slitiny odolné proti-opotřebení/erozi-

Odlévací-litina odolná proti opotřebení je vhodná pro vnitřní vložku a oběžné kolo kalových čerpadel a může fungovat v situacích, kdy jsou pryžové materiály nedostatečné, včetně materiálů s velkými nebo ostrými částicemi, vysokou hlavou (vysoká rychlost otáčení oběžného kola), vysokými provozními teplotami a materiály s vysokým obsahem uhlovodíků.
Při aplikaci suspenze odstředivých čerpadel je nejčastěji používanou řadou slitin vysoce-chromové bílé železo. Tento typ slitiny je založen na železe, přičemž karbidy kovů tvoří 15 % až 55 % objemu, které jsou v něm rovnoměrně rozptýleny. Tyto karbidy mohou mít tvrdost přes 1200 HV, což slitině dává vynikající odolnost proti erozi. Přítomnost tvrdých karbidů však vede ke snížení houževnatosti materiálu a komplexním mechanickým vlastnostem - vysoko-chromové bílé železo je náchylné ke křehkému lomu, když je vystaveno nárazu. V současné době lze díky-hloubkovému výzkumu tohoto typu materiálu a neustálé optimalizaci konstrukce kalových čerpadel účinně zmírnit selhání způsobené křehkým lomem.
Bílá litina s vysokým-chromem splňuje požadavky většiny pracovních podmínek a má dobrou toleranci vůči různým chemikáliím. Vzhledem k nedostatečné odolnosti vůči kyselinám je však většina produktů vhodná pouze do prostředí s pH vyšším než 4. Pro vysoce erozivní kyselé podmínky s pH 1 nebo nižším, ačkoli jsou k dispozici specializované varianty z bílé litiny s vysokým -chromem, je jejich odolnost proti opotřebení o něco nižší než u tradičních modelů.
Pro scénáře s čistě korozními podmínkami nebo pro ty, které vyžadují speciální odolnost proti nárazu, lze vybrat řadu litých ocelí a slitin niklu. V extrémně lehké kaši, kde je médium extrémně korozivní, lze použít duplexní nerezovou ocel nebo austenitickou nerezovou ocel; pro kaši s nejsilnější korozivností je třeba zvolit slitiny na bázi niklu-. Je třeba zdůraznit, že tyto oceli a slitiny niklu nejsou určeny pro odolnost proti opotřebení. Jejich zlepšení odolnosti proti korozi je obvykle na úkor odolnosti proti opotřebení, takže se obecně nedoporučují pro scénáře zahrnující erozivní pevné látky.

IV. Keramika

Běžně používanou keramiku v kalových čerpadlech lze rozdělit do tří kategorií: keramika na bázi polymeru-, funkční keramika. Keramické materiály mají vynikající odolnost proti korozi a opotřebení, ale mají dlouhé výrobní cykly a velké obtíže při zpracování, což má za následek relativně vysoké výrobní náklady.
Keramika na-polymerní bázi
Epoxidové kompozitní keramiky: Na bázi epoxidové pryskyřice mají vynikající přilnavost, odolnost proti korozi a rozměrovou stálost. Částice oxidu hliníku a karbidu křemíku spolu s nakrátko-řezanými vlákny se používají jako keramické výztužné fáze. Po vytvrzení tvoří kompozitní materiál s vysokou pevností a tvrdostí, který má lepší chemickou odolnost proti korozi než materiály na bázi polyuretanu-a střední odolnost proti nárazu. Běžně se používají k nátěru vnitřního obložení kalových čerpadel nebo součástí odolných proti místnímu opotřebení (jako je vnitřní obložení těles čerpadel a okraje oběžných kol), zejména v prostředí s kalem se střední koncentrací kyselých nebo alkalických chemických médií.
Vinylová kompozitní keramika: Vinylová pryskyřice kombinuje houževnatost a chemickou odolnost epoxidové pryskyřice a také vytvrzovací vlastnosti nenasyceného polyesteru. S oxidem hlinitým, karbidem křemíku atd. jako vyztužujícími fázemi v kombinaci s keramickými vlákny/fousy se výrazně zvyšuje odolnost materiálu proti nárazu a roztržení. Vhodné pro scénáře úpravy struskové suspenze se střední velikostí částic a složitým chemickým prostředím.
Kompozitní keramika na bázi polyuretanu-: Při použití polyuretanu (PU) jako matrice se jako keramické vyztužující fáze používají běžné tvrdé keramické částice, jako je oxid hlinitý (Al₂O₃), karbid křemíku (SiC) a oxid zirkoničitý (ZrO₂). Díky disperznímu zpevnění keramických částic se výrazně zvyšuje odolnost polyuretanu proti opotřebení a rázová houževnatost, zatímco pružnost polyuretanu je zachována, což mu umožňuje odolávat erozi a opotřebení způsobenému jemnými až středně velkými- pevnými částicemi. Je vhodný pro scénáře zahrnující chemická média nebo středně nosnou kaši, jako jsou flotační okruhy a přeprava hlušiny. Zejména při náhradě tradiční přírodní pryže dokáže vyvážit jak chemickou odolnost, tak odolnost proti opotřebení.
2. Funkční keramika
Aluminová keramika (Al₂O3 keramika): Aluminová keramika je nejstarší funkční keramika používaná v kalových čerpadlech. Čím vyšší je jeho tvrdost a odolnost proti opotřebení a jeho chemická stabilita (kromě silných alkalických roztoků a kyseliny fluorovodíkové), tím nižší jsou náklady. Běžně se používá pro vnitřní obložení, ochranné pouzdro a místní otěruvzdornou-vrstvu oběžného kola kalových čerpadel, zvláště vhodný pro manipulaci s kalem střední intenzity opotřebení, má však vyšší křehkost a horší odolnost proti nárazu.
Keramika z karbidu křemíku (keramika SiC): Keramika z karbidu křemíku (zejména reakční -sintrovaný SiC a beztlakový slinutý SiC) má extrémně vysokou odolnost proti opotřebení, vynikající odolnost proti korozi (neodolává kyselině fluorovodíkové a silným oxidačním kyselinám), dobrou tepelnou vodivost, odolnost vůči vysokým teplotám a vynikající odolnost proti tepelným šokům ve srovnání s keramikou z oxidu hlinitého. Jsou vhodné pro vysokou-údržbu, silnou-korozi nebo vysokou-teplotu kalu, jako je kal s vysokou -koncentrací obsahující ostré částice (jako je křemičitý písek, kovová struska) nebo chemická suspenze obsahující-kyseliny/zásady. Často se používají jako součásti jádra odolné proti opotřebení-, jako jsou oběžná kola, přední ochranné plechy a otěrové kroužky kalových čerpadel.
Zirkoniová tvrzená keramika (ZrO₂ keramika): Tato keramika je tvrzená stabilizátory, jako je oxid yttrium (Y₂O₃), a má extrémně vysokou lomovou houževnatost (3-5krát vyšší než keramika z oxidu hlinitého) a odolnost proti opotřebení. Mají vysokou tvrdost (Mohsova tvrdost v rozmezí 8,5 až 9 stupňů) a vynikající odolnost proti korozi (kromě kyseliny fluorovodíkové): Jsou vhodné pro aplikace, kde částice v kalu mají určitý stupeň nárazu (jako je struska s hrubými částicemi, písek a štěrk), a lze je použít pro součásti, jako jsou oběžná kola a otěruvzdorné-vložky s nejvyšší křehkostí a vyšší intenzitou opotřebení u tradiční keramiky. nárazuvzdorné podmínky.

Kód

Název materiálu
Typ

Popis funkce
A04

ULTRACHROME® 24% chromová koroze-Odolná šedá litina
Bílá litina
Slitina A04 je druh bílého železa speciálně navrženého pro vrtání a závitování. Odolnost proti korozi u A04 není tak dobrá jako u A05 a obvykle není korozi -odolná. A04 se používá pro těsnění adaptérů, ucpávek a vypouštěcích zařízení.
A05

ULTRACHROME® 27% chromová koroze-Odolná šedá litina
Bílá litina
Slitina A05 je druh bílé litiny odolné proti opotřebení-, která se mimořádně dobře chová v různých podmínkách eroze, včetně mírného korozivního prostředí. Vysoká odolnost proti opotřebení A05 je připisována přítomnosti tvrdých karbidů v jeho mikrostruktuře.
A25

Ni-Cr-Mo ocel
Ocel litá

Slitina A25 je druh legované oceli se střední odolností proti opotřebení a vysokými mechanickými vlastnostmi. Tato slitina se používá pro velké odlitky, kde je houževnatost nanejvýš důležitá, jako je plášť čerpadla na štěrk.
A49

ULTRACHROME® 28 % chrómu s nízkým obsahem uhlíku vysokým-nízkým obsahem chrómu-uhlíku a bílého železa
Bílá litina
Slitina A49 je bílá litina odolná proti korozi-, která je vhodná pro korozní podmínky s nízkým pH. Má však také problém opotřebení erozí. Tato slitina je zvláště vhodná pro odsiřování spalin (FGD) a další aplikace se středně korozivními kaly.
A53

ULTRACHROME® austenitická nerezová ocel s vysokým-chromovým bílým železem
Bílá litina
Slitina A53 je vysoce odolná proti korozi-slitina se střední odolností proti korozi. A53 lze použít v aplikacích s nízkým pH, jako jsou fosfátové podmínky nebo určité aplikace odstraňování oxidu siřičitého, kde také existují problémy s erozí.
A61

HYPERCHROME® 30% Cr s vysokým obsahem chromu bílé železo
Bílá litina
Slitina A61 je hypereutektická bílá litina. Díky přítomnosti vysokého objemového podílu tvrdých karbidů chrómu odolných proti opotřebení- v matrici slitiny má slitina extrémně vysokou odolnost proti korozi.
A68

HYPERCHROME® 30% Cr s vysokým obsahem chromu bílé železo
Bílá litina
Slitina A68 je hypereutektické bílé železo. Je vhodný pro podmínky vysokého opotřebení a má mírnou odolnost proti korozi. Měl by být používán v aplikacích, kde je vyžadována podobná odolnost proti korozi jako u slitiny Ultrachrome A05 a lepší úroveň odolnosti proti opotřebení než u slitiny Hyperchrome® A61.
A241

ULTRACHROME® 32% chrom Vysoký obsah chromu bílé železo
Bílá litina
Slitina A241 je bílá litina-odolná proti opotřebení a nárazu-. Byl optimalizován pro aplikace, kde náraz způsobuje ztrátu materiálu. Ve srovnání s A61 má A241 vynikající odolnost proti nárazu a ve srovnání s A05 má vynikající odolnost proti korozi.
C21

13% chromové oceli
Martenzitická nerezová ocel
Slitina C21 je plně tvrzená nerezová ocel 420C.
C23

CF-8M Nerezová ocel
Austenitická nerezová ocel

Slitina C23 je nerezová ocel CF-8M. C23 má vynikající odolnost proti korozi, ale jeho odolnost proti korozi je špatná. Je to odlévací ekvivalent 316SS.
C26

CD-4MCuN Nerezová ocel
Duplexní nerezová ocel
Slitina C26 je duplexní nerezová ocel CD-4M CuN. Je odolnější proti korozi než C23, ale obvykle má horší odolnost proti korozi. Toto je odlévací ekvivalent 2205SS.
D21

Litina s kuličkovým grafitem (SG železo)
Litina
Slitina D21 je jakost z tvárné litiny s šedavou barvou a používá se jako standardní materiál pro skříně a rámy čerpadel.
D25

Vysokopevnostní tvárná litina (SG železo)
Litina
Slitina D25 je patentovaná tvárná litina používaná pro vysokotlaké-nádoby, které vyžadují nejvyšší mechanickou pevnost.
N02

63% Ni 30% Cu slitina
Slitina niklu-odolná proti korozi
Slitina N02 je slitina niklu-mědi, která je vhodná pro korozivní prostředí, ale má nízkou odolnost proti opotřebení. N02 je také známý jako slitina Monel.
N22

Slitina 58N 22Cr 12Mo
Slitina niklu-odolná proti korozi
N22 je slitina extrémně odolná vůči korozi-, používaná v extrémně náročných aplikacích, kterým ani austenitická a austenitická superslitina nemůže odolat. N22 je také známý jako Hastelloy® C-22®.
J32

70% povlak z karbidu wolframu 420SS
Nerezová ocel s keramickým-potahem
J32 je kovový-keramický kompozitní povlak složený ze 70 % karbidu wolframu a substrátu z nerezové oceli 420. Používá se pro pouzdra hřídele v korozivních podmínkách.
J37

70% povlak z karbidu wolframu CD4-MCUN
Duplexní nerezová ocel s keramickým-potahem
J37 je kovový-keramický kompozitní povlak složený ze 70 % karbidu wolframu a duplexního substrátu z nerezové oceli. Používá se pro pouzdra hřídele v korozivních a abrazivních podmínkách.
J39

80% povlak z karbidu wolframu 420SS
Nerezová ocel s keramickým-potahem
J39 je kovový-keramický kompozitní povlak složený z 80 % jemnozrnného-karbidu wolframu a substrátu z nerezové oceli 420. Používá se pro pouzdra hřídele v extrémně abrazivních podmínkách a má vyšší odolnost proti opotřebení ve srovnání s J32.
R35

Prémiová pryž Linatex®
Přírodní kaučuk
R35 Linatex premium je měkký a vysoce elastický přírodní kaučuk, který byl optimalizován pro abrazivní aplikace s jemnými částicemi.
R55

Výtlačné obložení mlýna je vyrobeno z přírodního kaučuku.
Přírodní kaučuk
Přírodní kaučuk R55 je směs speciálně navržená tak, aby řešila běžnou širokou distribuci kalu ve výtlačných aplikacích brusek.
R508

Výtlačné obložení mlýna je vyrobeno z přírodního kaučuku.
Přírodní kaučuk
Přírodní kaučuk R508 je směs speciálně navržená pro nejnáročnější aplikace, vyznačuje se extrémně vysokou odolností proti roztržení a pevností v tahu.
S01

EPDM pryž
Syntetický elastomer
S01 je syntetický elastomer s vynikající odolností vůči kyselinám a ozónu. Používá se hlavně v těsnicích aplikacích díky své nízké trvalé deformaci v tlaku.
S12

Nitrilová pryž
Syntetický elastomer
S12 je typ syntetického kaučuku běžně používaný v aplikacích zahrnujících tuky, oleje a vosky. S12 má střední odolnost proti korozi.
S21

Butylová (IIR) pryž
Syntetický elastomer
Syntetický kaučuk S21 vykazuje vynikající chemickou stabilitu, dobrou tepelnou odolnost a odolnost proti oxidaci, ale má špatnou odolnost proti korozi. S21 se používá v kyselém prostředí.
S31

Chlorsulfonovaný polyethylen
Syntetický elastomer
S31 je antioxidant a tepelně -odolný elastomer. Má vynikající chemickou stabilitu vůči kyselinám a uhlovodíkům.
S42

Polybutadien
Syntetický elastomer
S42 je vysoce-pevný syntetický elastomer s dynamickým výkonem jen o málo nižším než má přírodní kaučuk. S42 má vynikající teplotní odolnost a odolnost vůči oleji. Obvykle se používá v situacích, kdy se přírodní kaučuk-na bázi uhlovodíků degraduje.
S51

Fluorosilikonový polymer
Syntetický elastomer
Syntetický elastomer S51 vykazuje vynikající odolnost vůči olejům a chemikáliím při vysokých teplotách, ale má nízkou odolnost proti korozi.
U38

Polyuretan-odolný proti opotřebení
Polyuretanový elastomer
U38 je erozi-odolný materiál, který dobře funguje v elastomerových aplikacích a je vhodný pro problémy s "nečistotou". To je přičítáno vysoké pevnosti U38 v roztržení a v tahu. Jeho odolnost proti erozi však není tak dobrá jako u přírodního kaučuku (kaučuk R55ª).
Y08

Nitrid křemíku kombinovaný s karbidem křemíku
Keramika

Y08 je-otěruvzdorná keramika, která dobře funguje v aplikacích s jemnými částicemi, ale má špatnou odolnost vůči nárazům pevných částic a erozi větší než -1 mm.