Nie każda pompa jest odpowiednia do każdego zastosowania. Dlatego ważne jest dokładne zdefiniowanie specyfikacji projektu pompowania przed wyborem pompy, która będzie działać najefektywniej i będzie najbardziej opłacalna. Upewnij się, że rozumiesz środowisko, w którym pompa będzie działać, i nie wykluczaj nowej technologii jako rozwiązania problemu lub zwiększenia żywotności.
Jeżeli prace wykonywane są w środowisku korozyjnym lub o wysokiej zawartości chlorków, najlepszym rozwiązaniem może okazać się pompa tytanowa.
Tytan jest obecnie stosowany w konstrukcji niektórych pomp i może zapewnić znaczące korzyści. Tytan ma doskonałą odporność na korozję, jest kompatybilny ze środowiskami o wysokim poziomie chlorków i ma wysoki stosunek wytrzymałości do masy. Tytan jest o 45 procent lżejszy od stali i dwa razy mocniejszy od aluminium. Tytan jest również odporny na erozję ścierną i chemiczną kawitację, nawet w środowiskach o dużym przepływie.
W przeciwieństwie do tego, powszechniej stosowane pompy zanurzeniowe ze stopu stali nierdzewnej mają bardziej ograniczone zakresy pH i poziomu chlorków. Stal nierdzewna jest również bardziej podatna na korozję naprężeniową w agresywnych środowiskach. Czynniki te prowadzą do skrócenia żywotności pompy, wyższych kosztów konserwacji i strat przychodów związanych z przestojem.
Liczba równoważności odporności na korozję wżerową (PREN) jest akceptowaną miarą przydatności stopu do eksploatacji w wodzie morskiej, przy czym PREN 40 jest ogólnie akceptowanym minimalnym poziomem odporności na korozję. Tylko stale nierdzewne superduplex, egzotyczne stopy niklu - w tym miedzionikiel - i tytan spełniają te kryteria. Spośród tych materiałów tylko tytan jest odporny na wszystkie osiem trybów korozji. Wszystkie inne są podatne na przynajmniej korozję szczelinową.
Mimo to i ze względu na ich bardziej powszechną dostępność pompy ze stali nierdzewnej austenitycznej są powszechnie stosowane w zastosowaniach z wodą morską. W testach terenowych z użyciem wody morskiej, korozja szczelinowa wystąpiła w ramie silnika ze stali nierdzewnej austenitycznej, śrubach, nakrętkach i podkładkach po sześciu miesiącach eksploatacji. W szczególności, równomierna korozja spowodowała ekstremalne uszkodzenia wału silnika, a korozja szczelinowa stworzyła ścieżki wycieku, które umożliwiłyby przedostanie się wody do obudowy silnika. Identyczna pompa tytanowa pracująca równolegle nie miała żadnych uszkodzeń.
Powłoki ochronne i anody ofiarne są również powszechnie stosowane w pompach zanurzeniowych z żeliwa i stali nierdzewnej. Te rozwiązania tymczasowe są raczej rozwiązaniem tymczasowym niż rozwiązaniem zwiększającym niezawodność pompy w trudnych zastosowaniach. Anody muszą być regularnie wymieniane, aby zachować skuteczność. Pojedyncza rysa na powłoce ochronnej zapewnia korozji punkt zaczepienia, który może rozprzestrzeniać się dość szybko. Najlepszym rozwiązaniem jest określenie materiałów konstrukcyjnych (takich jak tytan), które są kompatybilne ze środowiskiem zastosowania.
Woda morska i inne zastosowania o wysokim poziomie chlorku to nie jedyne miejsca, w których tytan ma sens. Doskonale sprawdza się również w przemysłowych zastosowaniach pompowych wymagających przemieszczania kwaśnych lub chemicznie agresywnych płynów.
Dobrym przykładem tego są zastosowania górnicze. Wiele miejsc pracy wymaga pomp, które mogą obsługiwać środowiska o wysokiej kwasowości. Należą do nich ogólne odpływy kopalniane o typowych wartościach pH poniżej 4, kwas siarkowy w wypłukiwaniu hałd i przetwarzanie złota o poziomach pH cieczy tak niskich jak 0.5.
Pompy tytanowe wykazały również długą żywotność w agresywnych środowiskach występujących na wysypiskach śmieci i w remediacji środowiska – zastosowaniach, w których często występują płyny zawierające toksyczną zupę związków. Pompy tytanowe wykazały żywotność 10 razy większą niż inne pompy w tym samym zastosowaniu, zapewniając trwałość, jakiej oczekują użytkownicy końcowi.
Pompy tytanowe są odporne na działanie większości kwasów utleniających i przemysłowych roztworów chloru. Ta cecha sprawia, że idealnie nadają się do stosowania w procesach produkcyjnych obejmujących chemikalia.
Chociaż tytan jest idealny do wody morskiej i innych środowisk korozyjnych, nie znalazł szerokiego zastosowania ze względu na swój wyższy koszt. Mimo że tytan jest dziewiątym najliczniejszym pierwiastkiem i siódmym najliczniejszym metalem, nie występuje swobodnie w naturze, ale raczej w innych minerałach, z których musi być wydobywany. To właśnie ta ekstrakcja powoduje jego wyższe koszty.
Aby przezwyciężyć te obawy dotyczące kosztów, producenci pomp stworzyli projekty wykorzystujące podwójne właściwości tytanu: wytrzymałość materiału i odporność na korozję tam, gdzie są potrzebne. Należą do nich obudowy silników, wały silników i elementy złączne. W przypadku innych mniej wytrzymałych obszarów krytycznych można stosować materiały polimerowe. Te innowacyjne projekty obniżyły koszty jednostkowe i pobudziły popyt na te wyjątkowe pompy.
Chociaż dobór materiałów ma kluczowe znaczenie dla wydłużenia żywotności pompy w agresywnym środowisku, należy również wziąć pod uwagę inne aspekty konstrukcyjne, które mają równy wpływ na trwałość:
Projekt uszczelnienia mechanicznego- Używaj materiałów najwyższej jakości, takich jak węglik krzemu, na powierzchnie uszczelniające. Upewnij się, że wszystkie powierzchnie uszczelniające są chłodzone i smarowane przez oddzielną kąpiel olejową, izolując je od płynu procesowego i chroniąc uszczelnienie w przypadku pracy pompy na sucho. W idealnym przypadku konstrukcja uszczelnienia obejmuje funkcje aktywnego smarowania górnego uszczelnienia - sam ten czynnik może wydłużyć żywotność uszczelnienia o współczynnik dwa do trzech razy.
Wejście kablowe- Upewnij się, że uszczelnienie, w którym kabel zasilający wchodzi do obudowy silnika, jest zaprojektowane tak, aby zapobiegać migracji płynu procesowego do silnika poprzez podciąganie. Fizyczne uszkodzenie, które nacina zewnętrzną osłonę kabla zasilającego lub nieoczekiwana degradacja materiału osłony może spowodować podciąganie płynu procesowego w kierunku ciepła obudowy silnika. Wejście kabla z blokadą anty-knotową ochroni silnik przed uszkodzeniem, a proces przed przestojem.
Zabezpieczenie termiczne silnika- Nie można polegać na jakości dostarczanej energii elektrycznej, szczególnie w odległych lokalizacjach lub trudnych warunkach. Napięcie może być nieregularne, może nastąpić utrata jednej z odnóg trójfazowych. Upewnij się, że pompa ma integralne urządzenie termiczne, aby chronić uzwojenia silnika przed uszkodzeniem, gdy zasilanie sieciowe jest poza tolerancją.
Postęp w projektowaniu pomp i procesach produkcyjnych uczynił pompy tytanowe opłacalną opcją. Zastosowania wymagające długiej żywotności w środowiskach korozyjnych lub o wysokiej zawartości chlorków mogą wykorzystać unikalne właściwości materiałowe tytanu, aby zmaksymalizować czas sprawności i zminimalizować koszty cyklu życia. Rozważania nad materiałami są krytyczne, ale tak samo jest z solidną mechaniczną konstrukcją. Kompleksowe podejście do wyboru pomp do trudnych zastosowań znacznie zwiększy szanse na sukces.