Kalové čerpadlo komunálneho inžinierstva na dopravu splaškových kalov

II. Elastomér

Bežne používané elastoméry v kalových čerpadlách možno rozdeliť do troch kategórií: prírodný kaučuk, polyuretán a syntetické elastoméry.
Prírodný kaučuk
Ak sa ako obkladový materiál použije prírodný kaučuk, vykazuje vynikajúcu odolnosť voči erózii pevných častíc s priemerom 12 mm (1/2 palca). Pri aplikácii na obežné kolesá však jeho odolnosť voči časticiam s priemerom presahujúcim 6 mm (1/4 palca) výrazne klesá. Okrem toho má prírodný kaučuk obmedzenú adaptabilitu na médiá obsahujúce ostré pevné látky. Nová formulácia proti prerezaniu- však túto chybu do určitej miery zlepšila. Vďaka svojej relatívne mäkkej štruktúre je prírodný kaučuk náchylný na prerezanie alebo roztrhnutie veľkými{11}}pevnými látkami alebo úlomkami. Pri použití v mlecích okruhoch (ako sú guľové mlyny, semi{13}}autogénne mlecie bubny a vibračné sitá mlecieho stroja na zachytávanie vody) je regulácia veľkosti otvoru sita a stavu sita kľúčovým faktorom na zabezpečenie jeho stabilnej prevádzky.
Prírodný kaučuk má jedinečný režim zlyhania obnovy, kde akumulácia vnútorného tepla môže spustiť tepelné rozkladné a odsírovacie reakcie, čo vedie k prudkému poklesu mechanických vlastností. Aby sa predišlo tomuto riziku, obvodová rýchlosť obežného kolesa je zvyčajne riadená pod 27,5 m/s (5400 stôp/min), aby sa zabránilo tepelnej degradácii v oblasti sacej vložky blízko vonkajšieho okraja obežného kolesa.
Prírodný kaučuk zle znáša oleje, rozpúšťadlá a silné kyseliny. Po kontakte je náchylný na výraznú objemovú expanziu, zníženú odolnosť proti opotrebovaniu a podstatné zníženie mechanickej pevnosti. Navyše nie je vhodný pre aplikácie, kde teplota kvapaliny presahuje 75 stupňov. Pre chemické látky alebo prostredia s vysokou teplotou je potrebné použiť syntetické elastoméry a špecifické typy by sa mali vyberať na základe kombinácie konkrétneho chemického média a prevádzkovej teploty.
2. Polyuretán
Polyuretán, ako druh syntetického elastoméru, vzniká zmiešaním dvoch tekutých chemikálií a následným vytvrdnutím po naliatí. Tento materiál vykazuje vynikajúcu odolnosť voči jemným pevným časticiam a v niektorých aplikačných scenároch funguje lepšie ako prírodný kaučuk.
Hoci polyuretán nie je typickým materiálom odolným voči chemickej korózii, stále vykazuje výrazne lepšiu odolnosť voči chemickej rozťažnosti ako prírodný kaučuk. V scenároch, ako sú flotačné okruhy obsahujúce rôzne chemikálie, môže byť jeho životnosť oveľa dlhšia ako životnosť prírodného kaučuku. Okrem toho je možné použiť polyuretán ako vložku čerpadla pre obežné kolesá s rýchlosťou otáčania vyššou ako 27,5 m/s (5400 stôp/min) (v tomto stave už prírodný kaučuk nie je použiteľný) a je tiež vhodný pre príležitostné scenáre, kde môžu úlomky poškodiť gumové obežné koleso.
Vzhľadom na to, že tvrdosť polyuretánu podľa Shorea je zvyčajne vyššia ako u bežného prírodného kaučuku, jeho výkon môže byť obmedzený pri práci s drsnými a ostrými časticami. Takéto častice sú náchylné spôsobiť odlupovanie na jeho povrchu. Navyše chemická štruktúra polyuretánu ho robí náchylným na "hydrolýzu" (špecifický spôsob zlyhania elastomérov), najmä ak je vystavený silným kyselinám alebo silným zásadám; avšak prostredníctvom špecifických vylepšení formulácie môže byť výrazne zvýšená jeho odolnosť voči hydrolýze. Horná hranica použiteľnej teploty polyuretánu je 70 stupňov a bude degradovaný uhľovodíkmi.
3. Syntetický elastomér
Pri syntéze elastomérnych zlúčenín je polymérna zložka prírodného kaučuku nahradená špeciálne formulovanými polymérmi. Tieto špeciálne formulované polyméry vydržia špecifické chemické prostredie alebo prevádzkové teploty. Tento proces modifikácie zvyčajne vyžaduje použitie nových stužujúcich činidiel, vulkanizačných činidiel a iných špecializovaných prísad, ktoré sú kompatibilné s vybraným syntetickým kaučukom.
Hoci syntetické elastoméry prekonávajú prírodný kaučuk, pokiaľ ide o chemickú odolnosť a tepelnú odolnosť, existuje zásadný kompromis-: ich odolnosť proti opotrebeniu je zvyčajne nižšia ako odolnosť prírodného kaučuku s optimalizovaným zložením. Tieto charakteristické rozdiely vyplývajú z úvah o uprednostňovaní v materiálovom dizajne - syntetické elastoméry zvyšujú svoju prispôsobivosť voči životnému prostrediu prostredníctvom regulácie molekulárnej štruktúry, ale ohrozujú ich trecie vlastnosti. To poskytuje zásadný základ pre výber materiálu v špecifických pracovných podmienkach, konkrétne je potrebné dosiahnuť cielenú rovnováhu medzi toleranciou voči životnému prostrediu a odolnosťou proti opotrebovaniu.

III. Odlievacie zliatiny odolné proti-opotrebeniu/erózii-

Odlievacia zliatina-odolná proti opotrebeniu je vhodná pre vnútornú vložku a obežné koleso kalových čerpadiel a môže fungovať v situáciách, kde sú gumové materiály nedostatočné, vrátane materiálov s veľkými alebo ostrými časticami, vysokou hlavou (vysoká rýchlosť otáčania obežného kolesa), vysokými prevádzkovými teplotami a materiálmi bohatými na uhľovodíky.
Pri aplikácii suspenzie odstredivých čerpadiel je najbežnejšie používanou sériou zliatin vysoko-chrómové biele železo. Tento typ zliatiny je založený na železe, pričom karbidy kovov tvoria 15 % až 55 % objemu, ktoré sú v ňom rovnomerne rozptýlené. Tieto karbidy môžu mať tvrdosť nad 1200 HV, čo dáva zliatine vynikajúcu odolnosť proti erózii. Prítomnosť tvrdých karbidov však vedie k zníženiu húževnatosti materiálu a komplexným mechanickým vlastnostiam - vysoko-chrómové biele železo je náchylné na krehké lomy, keď je vystavené nárazu. V súčasnosti možno pomocou{10}hĺbkového výskumu tohto typu materiálu a nepretržitej optimalizácie konštrukcie kalových čerpadiel účinne zmierniť zlyhanie spôsobené krehkým lomom.
Biela liatina s vysokým{0}}chrómom môže spĺňať požiadavky väčšiny pracovných podmienok a má dobrú toleranciu voči rôznym chemikáliám. Avšak kvôli nedostatočnej odolnosti voči kyselinám je väčšina produktov vhodná len do prostredia s pH vyšším ako 4. Pre vysoko erozívne kyslé podmienky s pH 1 alebo menej, aj keď sú k dispozícii špeciálne vysoko-chrómové liatiny z bielej liatiny, ich odolnosť voči opotrebovaniu je o niečo nižšia ako u tradičných modelov.
Pre scenáre s čisto korozívnymi podmienkami alebo tie, ktoré vyžadujú špeciálnu odolnosť proti nárazu, je možné zvoliť sériu liatej ocele a zliatiny niklu. V extrémne ľahkej suspenzii, kde je médium extrémne korozívne, možno použiť duplexnú nehrdzavejúcu oceľ alebo austenitickú nehrdzavejúcu oceľ; pre suspenziu s najvyššou korozívnosťou je potrebné zvoliť zliatiny na báze niklu-. Je potrebné zdôrazniť, že tieto ocele a zliatiny niklu nie sú určené na odolnosť proti opotrebovaniu. Ich zlepšenie odolnosti proti korózii je zvyčajne na úkor odolnosti proti opotrebeniu, takže sa vo všeobecnosti neodporúčajú pre scenáre zahŕňajúce erozívne pevné látky.

IV. Keramika

Bežne používanú keramiku v kalových čerpadlách možno rozdeliť do troch kategórií: keramika na báze polyméru-, funkčná keramika. Keramické materiály majú vynikajúcu odolnosť proti korózii a opotrebeniu, ale majú dlhé výrobné cykly a veľké ťažkosti pri spracovaní, čo má za následok relatívne vysoké výrobné náklady.
keramika-na polymérnej báze
Epoxidová kompozitná keramika: Na báze epoxidovej živice má vynikajúcu priľnavosť, odolnosť proti korózii a rozmerovú stabilitu. Častice oxidu hliníka a karbidu kremíka spolu s krátko{1}}rezanými vláknami sa používajú ako keramické výstužné fázy. Po vytvrdnutí tvoria kompozitný materiál s vysokou pevnosťou a tvrdosťou, ktorý má lepšiu chemickú odolnosť proti korózii ako materiály na báze polyuretánu-a strednú odolnosť proti nárazu. Bežne sa používajú na nátery vnútornej výstelky kalových čerpadiel alebo komponentov odolných voči lokálnemu-opotrebeniu (ako je vnútorná výstelka puzdier čerpadiel a okraje obežných kolies), najmä v prostredí s kalom so strednou koncentráciou kyslých alebo alkalických chemických médií.
Vinylová kompozitná keramika: Vinylová živica spája húževnatosť a chemickú odolnosť epoxidovej živice, ako aj vlastnosti vytvrdzovania nenasýteného polyesteru. S oxidom hlinitým, karbidom kremíka atď. ako výstužnými fázami v kombinácii s keramickými vláknami/fúzami sa výrazne zvyšuje odolnosť materiálu proti nárazu a roztrhnutiu. Vhodné pre scenáre spracovania troskovej kaše so strednou veľkosťou častíc a zložitým chemickým prostredím.
Kompozitná keramika na báze polyuretánu{0}}: Pri použití polyuretánu (PU) ako matrice sa ako keramické výstužné fázy používajú bežné tvrdé keramické častice, ako je oxid hlinitý (Al₂O₃), karbid kremíka (SiC) a oxid zirkoničitý (ZrO₂). Prostredníctvom disperzného spevnenia keramických častíc sa výrazne zvyšuje odolnosť polyuretánu proti opotrebeniu a nárazuvzdornosť, pričom pružnosť polyuretánu zostáva zachovaná, čo mu umožňuje odolávať erózii a opotrebovaniu spôsobenému jemnými až stredne veľkými- tuhými časticami. Je vhodný pre scenáre zahŕňajúce chemické médiá alebo stredne nositeľnú kašu, ako sú flotačné okruhy a preprava hlušiny. Najmä pri výmene tradičného prírodného kaučuku dokáže vyvážiť chemickú odolnosť aj odolnosť proti opotrebovaniu.
2. Funkčná keramika
Aluminová keramika (Al₂O3 keramika): Aluminová keramika je najstaršia funkčná keramika aplikovaná v kalových čerpadlách. Čím vyššia je jeho tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu a jeho chemická stabilita (okrem silných alkalických roztokov a kyseliny fluorovodíkovej), tým nižšie sú náklady. Bežne sa používa na vnútornú výstelku, ochrannú manžetu a vrstvu odolnú voči lokálnemu-opotrebeniu obežného kolesa kalových čerpadiel, zvlášť vhodný na manipuláciu s kalom strednej intenzity opotrebenia, má však vyššiu krehkosť a horšiu odolnosť proti nárazu.
Keramika z karbidu kremíka (keramika SiC): Keramika z karbidu kremíka (najmä reakčný -sintrovaný SiC a beztlakový{1}} spekaný SiC) má extrémne vysokú odolnosť proti opotrebovaniu, vynikajúcu odolnosť proti korózii (nie je odolná voči kyseline fluorovodíkovej a silným oxidačným kyselinám), dobrú tepelnú vodivosť, odolnosť voči vysokým teplotám a vynikajúcu odolnosť voči tepelným šokom v porovnaní s keramikou z oxidu hlinitého. Sú vhodné pre vysoko-údržbové, silnú-koróziu alebo vysoko{5}}teplotné kaly, ako sú kaly s vysokou -koncentráciou obsahujúce ostré častice (ako je kremenný piesok, kovová troska) alebo chemické kaly- obsahujúce kyseliny/zásady. Často sa používajú ako komponenty odolné proti opotrebeniu jadra-, ako sú obežné kolesá, predné ochranné platne a trecie krúžky kalových čerpadiel.
Zirkóniová tvrdená keramika (ZrO₂ keramika): Táto keramika je tvrdená stabilizátormi, ako je oxid ytria (Y₂O₃), a má extrémne vysokú lomovú húževnatosť (3-5-krát vyššiu ako keramika z oxidu hlinitého) a odolnosť proti opotrebovaniu. Majú vysokú tvrdosť (tvrdosť podľa Mohsa v rozsahu od 8,5 do 9 stupňov) a vynikajúcu odolnosť proti korózii (okrem kyseliny fluorovodíkovej): Sú vhodné na aplikácie, kde častice v kaši majú určitý stupeň nárazu (ako je troska s hrubými časticami, piesok a štrk) a možno ich použiť pre komponenty, ako sú obežné kolesá a oteru-odolnejšie vložky s najvyššou lámavosťou a strednou intenzitou opotrebenia pri tradičnej keramike. podmienky odolné voči nárazom.

kód

Názov materiálu
Typ

Popis funkcie
A04

ULTRACHROME® 24 % chrómová korózia-Odolné voči sivej železe
Biela liatina
Zliatina A04 je typom bieleho železa špeciálne navrhnutého na vŕtanie a rezanie závitov. Odolnosť A04 proti korózii nie je taká dobrá ako u A05 a zvyčajne nie je odolná voči korózii. A04 sa používa na tesnenie adaptérov, upchávok a vypúšťacích zariadení.
A05

ULTRACHROME® 27 % chrómová korózia-Odolné voči sivej železe
Biela liatina
Zliatina A05 je druh bielej liatiny-odolnej voči opotrebovaniu, ktorá sa mimoriadne dobre správa v rôznych podmienkach erózie vrátane mierneho korozívneho prostredia. Vysoká odolnosť A05 proti opotrebeniu sa pripisuje prítomnosti tvrdých karbidov v jeho mikroštruktúre.
A25

Ni-Cr-Mo oceľ
Oceľová liatina

Zliatina A25 je typ legovanej ocele so strednou odolnosťou proti opotrebeniu a vysokými mechanickými vlastnosťami. Táto zliatina sa používa na veľké odliatky, kde je húževnatosť mimoriadne dôležitá, ako je napríklad plášť čerpadla na štrk.
A49

ULTRACHROME® 28% chróm s nízkym obsahom uhlíka s vysokým obsahom uhlíka{1}}nízkym obsahom chrómu-uhlíkovým bielym
Biela liatina
Zliatina A49 je biela liatina odolná voči korózii-, ktorá je vhodná pre korozívne podmienky s nízkym pH. Má však aj problém opotrebovania eróziou. Táto zliatina je obzvlášť vhodná na odsírenie spalín (FGD) a iné aplikácie v stredne korozívnych kaloch.
A53

ULTRACHROME® austenitická nehrdzavejúca oceľ s vysokým{0}}chrómovým bielym železom
Biela liatina
Zliatina A53 je vysokokorózna-zliatina so strednou odolnosťou proti korózii. A53 sa môže použiť v aplikáciách s nízkym pH, ako sú fosfátové podmienky alebo určité aplikácie na odstraňovanie oxidu siričitého, kde tiež existujú problémy s eróziou.
A61

HYPERCHROME® 30% Cr s vysokým obsahom chrómu biele železo
Biela liatina
Zliatina A61 je hypereutektická biela liatina. Vďaka vysokému objemovému podielu tvrdých karbidov chrómu odolných proti opotrebeniu- v matrici zliatiny má zliatina extrémne vysokú odolnosť proti korózii.
A68

HYPERCHROME® 30% Cr s vysokým obsahom chrómu biele železo
Biela liatina
Zliatina A68 je hypereutektické biele železo. Je vhodný pre podmienky vysokého opotrebovania a má miernu odolnosť proti korózii. Mal by sa používať v aplikáciách, kde sa vyžaduje podobná odolnosť proti korózii ako zliatina Ultrachrome A05 a lepšia úroveň odolnosti proti opotrebeniu ako zliatina Hyperchrome® A61.
A241

ULTRACHROME® 32% chróm Biele železo s vysokým obsahom chrómu
Biela liatina
Zliatina A241 je biela liatina-odolná proti opotrebeniu a nárazu-. Bol optimalizovaný pre aplikácie, kde náraz spôsobuje stratu materiálu. V porovnaní s A61 má A241 vynikajúcu odolnosť proti nárazu a v porovnaní s A05 má vynikajúcu odolnosť proti korózii.
C21

13% chrómovej ocele
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ
Zliatina C21 je plne tvrdená nehrdzavejúca oceľ 420C.
C23

Nerezová oceľ CF-8M
Austenitická nehrdzavejúca oceľ

Zliatina C23 je nehrdzavejúca oceľ CF-8M. C23 má vynikajúcu odolnosť proti korózii, ale jeho odolnosť proti korózii je nízka. Je to odlievací ekvivalent 316SS.
C26

CD-4MCuN nehrdzavejúca oceľ
Duplexná nehrdzavejúca oceľ
Zliatina C26 je duplexná nehrdzavejúca oceľ CD-4M CuN. Je odolnejší voči korózii ako C23, ale zvyčajne má horšiu odolnosť proti korózii. Toto je odlievací ekvivalent 2205SS.
D21

Liatina s guľôčkovým grafitom (SG železo)
Liatina
Zliatina D21 je druh tvárnej liatiny so sivastou farbou a používa sa ako štandardný materiál pre telesá a rámy čerpadiel.
D25

Vysokopevnostná tvárna liatina (SG železo)
Liatina
Zliatina D25 je patentovaná tvárna liatina používaná pre vysokotlakové -nádoby, ktoré vyžadujú najvyššiu mechanickú pevnosť.
N02

63% Ni 30% Cu zliatina
Zliatina niklu-odolná voči korózii
Zliatina N02 je zliatina niklu-mede, ktorá je vhodná do korozívneho prostredia, ale má nízku odolnosť proti opotrebovaniu. N02 je tiež známy ako zliatina Monel.
N22

Zliatina 58N 22Cr 12Mo
Zliatina niklu-odolná voči korózii
N22 je zliatina mimoriadne odolná voči korózii-, ktorá sa používa v extrémne náročných aplikáciách, ktorým neodolajú ani austenitické a austenitické superzliatiny. N22 je tiež známy ako Hastelloy® C-22®.
J32

70% povlak z karbidu volfrámu 420SS
Nehrdzavejúca oceľ s keramickým-poťahom
J32 je kovový-keramický kompozitný povlak, ktorý pozostáva zo 70 % karbidu volfrámu a substrátu z nehrdzavejúcej ocele 420. Používa sa na objímky hriadeľov v korozívnych podmienkach.
J37

70% povlak z karbidu volfrámu CD4-MCUN
Duplexná nehrdzavejúca oceľ s keramickým-poťahom
J37 je kovový-keramický kompozitný povlak, ktorý pozostáva zo 70 % karbidu volfrámu a duplexného substrátu z nehrdzavejúcej ocele. Používa sa na objímky hriadeľov v korozívnych a abrazívnych podmienkach.
J39

80% povlak z karbidu volfrámu 420SS
Nehrdzavejúca oceľ s keramickým-poťahom
J39 je kovový-keramický kompozitný povlak, ktorý pozostáva z 80 % jemnozrnného- karbidu volfrámu a substrátu z nehrdzavejúcej ocele 420. Používa sa na puzdrá hriadeľov v extrémne abrazívnych podmienkach a má vyššiu odolnosť proti opotrebovaniu v porovnaní s J32.
R35

Prémiová guma Linatex®
Prírodný kaučuk
R35 Linatex premium je mäkký a vysoko elastický prírodný kaučuk, ktorý bol optimalizovaný pre aplikácie s jemnými časticami.
R55

Výtlačné obloženie mlyna je vyrobené z prírodného kaučuku.
Prírodný kaučuk
Prírodný kaučuk R55 je zmes špeciálne navrhnutá tak, aby riešila bežnú širokú distribúciu kalov vo výtlačných aplikáciách brúsok.
R508

Výtlačné obloženie mlyna je vyrobené z prírodného kaučuku.
Prírodný kaučuk
Prírodný kaučuk R508 je zmes špeciálne navrhnutá pre najnáročnejšie aplikácie, vyznačujúca sa extrémne vysokou odolnosťou proti roztrhnutiu a pevnosťou v ťahu.
S01

EPDM guma
Syntetický elastomér
S01 je syntetický elastomér s vynikajúcou odolnosťou voči kyselinám a ozónu. Používa sa hlavne v tesniacich aplikáciách vďaka svojej nízkej trvalej deformácii v tlaku.
S12

Nitrilová guma
Syntetický elastomér
S12 je typ syntetickej gumy bežne používanej v aplikáciách zahŕňajúcich tuky, oleje a vosky. S12 má strednú odolnosť proti korózii.
S21

Butylová (IIR) guma
Syntetický elastomér
Syntetický kaučuk S21 vykazuje vynikajúcu chemickú stabilitu, dobrú tepelnú odolnosť a odolnosť proti oxidácii, ale má nízku odolnosť proti korózii. S21 sa používa v kyslom prostredí.
S31

Chlórsulfónovaný polyetylén
Syntetický elastomér
S31 je antioxidant a elastomér odolný voči teplu{1}}. Má vynikajúcu chemickú stabilitu voči kyselinám a uhľovodíkom.
S42

polybutadién
Syntetický elastomér
S42 je vysoko{1}}pevný syntetický elastomér s dynamickým výkonom len o niečo nižším ako má prírodný kaučuk. S42 má vynikajúcu tepelnú odolnosť a odolnosť voči olejom. Zvyčajne sa používa v situáciách, keď sa prírodný kaučuk-na báze uhľovodíkov degraduje.
S51

Fluorosilikónový polymér
Syntetický elastomér
Syntetický elastomér S51 vykazuje vynikajúcu odolnosť voči olejom a chemikáliám pri vysokých teplotách, ale má nízku odolnosť proti korózii.
U38

Polyuretán-odolný voči opotrebovaniu
Polyuretánový elastomér
U38 je materiál odolný proti erózii-, ktorý dobre funguje v elastomérnych aplikáciách a je vhodný na problémy s „nečistotami“. To sa pripisuje vysokej pevnosti U38 v roztrhnutí a v ťahu. Jeho odolnosť proti erózii však nie je taká dobrá ako u prírodného kaučuku (kaučuk R55ª).
Y08

Nitrid kremíka kombinovaný s karbidom kremíka
Keramika

Y08 je-oteruvzdorná keramika, ktorá dobre funguje v aplikáciách s jemnými časticami, ale má slabú odolnosť voči nárazom pevných látok a erózii väčšej ako -1 mm.