วัสดุขั้นสูงและการออกแบบโครงสร้างเพื่อยืดอายุการใช้งานของปั๊ม
การเลือกใช้วัสดุส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของปั๊มในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน เสียดสี และอุณหภูมิสูง หัวข้อนี้จะเจาะลึกคุณสมบัติทางโลหะวิทยา การบำบัดพื้นผิว และข้อควรพิจารณาในการออกแบบโครงสร้าง
2.1 วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน
สแตนเลส-
316L (ยูเอ็นเอส 31603):ประกอบด้วยโมลิบดีนัม 2-3% เพื่อต้านทานคลอไรด์ (พรีน = 24)
ดูเพล็กซ์ 2205 (ยูเอ็นเอส S31803):โครงสร้างเฟอร์ไรต์ 40% / ออสเทไนต์ 60% พร้อม พรีน = 34
ฮาสเตลลอย ซี-276 (ยูเอ็นเอส N10276): ทนทานต่อการกัดกร่อนจากกรดซัลฟิวริกและคลอไรด์
เหล็กเหนียว-
เอส ที เอส ที A536-84 เกรด 60-40-18 สำหรับการใช้งานน้ำดื่ม
การเคลือบอีพอกซี (สพฐ.-SP10) ช่วยยืดอายุการใช้งานในดินที่กัดกร่อน
ตัวเลือกที่ไม่ใช่โลหะ-
โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (พีวีดีเอฟ) สำหรับการจัดการกรดไฮโดรฟลูออริก
พอลิเมอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (ซีเอฟอาร์พี) สำหรับการใช้งานน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง
2.2 นวัตกรรมการออกแบบเชิงกล
การออกแบบใบพัด-
ใบพัดแบบกึ่งเปิด:ลดการพันกันของเส้นใยในการใช้งานด้านน้ำเสีย (รูปที่ 3)
ใบพัดแบบปิด:ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นสำหรับของเหลวที่สะอาด (ไอเอสโอ 5199 ระดับ N)
ใบพัดโค้งกลับ:ลดแรงขับในแนวรัศมีในระบบการไหลสูง
ระบบปิดผนึก-
รักษาแรงดันของเหลวกั้นให้สูงกว่าแรงดันระบบ 1.5 บาร์
บัฟเฟอร์ก๊าซไนโตรเจนสำหรับการใช้งานที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์
หน้าหมุนคาร์บอน-กราไฟท์พร้อมวงแหวนนิ่งซิลิกอนคาร์ไบด์
แรงดันสูงสุด : 10 บาร์
ซีลเครื่องกลแบบเดี่ยว (เอพีไอ 682 วางแผน 11)-
ซีลคู่ (เอพีไอ 682 วางแผน 53B)-
ระบบตลับลูกปืน-
ตลับลูกปืนเรียว (ซีรีส์ เอส เค เอฟ 32000) รองรับน้ำหนักแนวแกนได้สูงสุด 250% ของความจุที่กำหนด
ตลับลูกปืนแบบสัมผัสเชิงมุมสำหรับการใช้งานความเร็วสูง
คอมโพสิตบรอนซ์-กราไฟท์ (เอส ที เอส ที B403) ที่มีระยะห่างรัศมี 0.05 มม.
การหล่อลื่นโดยใช้แหวนหล่อลื่นตนเองหรือระบบไหลเวียนบังคับ
ตลับลูกปืนปลอก-
ตลับลูกปืนกันรุน-
2.3 วิศวกรรมพื้นผิว
การพ่นเคลือบความร้อน-
สารเคลือบ ห้องน้ำ-โค (เอส ที เอส ที B733) ให้ความแข็ง 300 เอชวี
ออกซิเดชันอิเล็กโทรไลต์พลาสมา (พีอีโอ) สำหรับส่วนประกอบอะลูมิเนียม
การชุบด้วยไฟฟ้า-
ความหนาชุบโครเมียม (เอส ที เอส ที B633) : 0.05-0.15 มม.
การชุบนิกเกิล-ฟอสฟอรัส (เอส ที เอส ที B733) สำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่แม่เหล็ก
ข้อมูลการทดสอบ
การทดสอบสเปรย์เกลือ (เอส ที เอส ที B117)-
สแตนเลส 316L : 2,000 ชั่วโมงก่อนเกิดสนิมแดง
เหล็กเหนียว: 600 ชั่วโมงก่อนการเจาะ
การทดสอบไฮโดรสแตติก-
แรงดันออกแบบ 1.5 เท่าเป็นเวลา 10 นาที (เอเอสเอ็มอี บีพีวีซี ส่วนที่ 8. แปด)
กรณีศึกษา: ระบบสูบน้ำบนแท่นนอกชายฝั่ง
แพลตฟอร์ม ทิศเหนือ ทะเล ที่ใช้ปั๊มสแตนเลสแบบดูเพล็กซ์ช่วยประหยัดเงินได้ 1.2 ล้านเหรียญสหรัฐในระยะเวลา 5 ปี เมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นที่ใช้เหล็กกล้าคาร์บอน สเปกโตรสโคปีอิมพีแดนซ์ทางเคมีไฟฟ้า (อีไอเอส) เผยให้เห็นว่าอัตราการกัดกร่อนลดลงจาก 0.12 มม./ปี เหลือ 0.03 มม./ปี
บทสรุป
การเลือกใช้วัสดุจะต้องมีความสมดุลระหว่างต้นทุน คุณสมบัติเชิงกล และการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม
