Descripció dels productes
La selecció de tipus de material per a bombes de purins no és una ciència exacta; depèn de les dades empíriques i de l'experiència dels enginyers. En termes generals, el procés de selecció del material ha de tenir en compte totes les característiques variables del purí específic i està limitat pels factors següents:
El tipus de bomba;
Velocitat de punta de l'impulsor (velocitat circular);
L'estructura dels productes dins de la gamma de models de bombes disponibles.
Les dades bàsiques necessàries per seleccionar els materials són les següents:
La distribució de la mida de partícules dels sòlids en el medi;
La forma i la duresa del sòlid.
Corrosivitat del component líquid;
Temperatura de funcionament.
La selecció de materials per al revestiment interior de la bomba i l'impulsor normalment es troba dins de dues categories bàsiques:
Elastòmer;
Aliatge de fosa-resistent al desgast/corrosió-;
Ceràmica.
Introducció
II. Elastòmer
Els elastòmers d'ús habitual a les bombes de purins es poden classificar en tres categories: cautxú natural, poliuretà i elastòmers sintètics.
Cautxú natural
Quan s'utilitza cautxú natural com a material de revestiment, presenta una excel·lent resistència a l'erosió per a partícules sòlides amb un diàmetre de 12 mm (1/2 polzada). Tanmateix, quan s'aplica a impulsors, la seva resistència a partícules amb un diàmetre superior a 6 mm (1/4 de polzada) disminueix significativament. A més, el cautxú natural té una adaptabilitat limitada als mitjans que contenen sòlids afilats. No obstant això, la nova formulació anti-tall ha millorat fins a cert punt aquest defecte. A causa de la seva textura relativament suau, el cautxú natural és propens a tallar-se o trencar-se amb sòlids o residus de gran mida-. Quan s'utilitza en circuits de mòlta (com ara molins de boles, tambors de molins semi-autògens i pantalles vibrants de pous de recollida d'aigua de la màquina de mòlta), la regulació de la mida del forat de la pantalla i l'estat del suport de la pantalla és un factor clau per garantir el seu funcionament estable.
El cautxú natural té un mode de fallada de recuperació retardat únic, on l'acumulació de calor interna pot desencadenar reaccions de descomposició tèrmica i desulfuració, donant lloc a un fort descens de les propietats mecàniques. Per evitar aquest risc, la velocitat circumferencial de l'impulsor se sol controlar per sota dels 27,5 m/s (5400 peus/min) per evitar la degradació tèrmica a la zona del revestiment d'aspiració prop de la vora exterior de l'impulsor.
El cautxú natural té poca tolerància als olis, dissolvents i àcids forts. Després del contacte, és propens a una important expansió de volum, una reducció de la resistència al desgast i una disminució substancial de la resistència mecànica. A més, no és adequat per a aplicacions on la temperatura del fluid supera els 75 graus. Per a substàncies químiques o ambients d'alta-temperatura, s'han d'utilitzar elastòmers sintètics i s'han de seleccionar tipus específics en funció de la combinació del medi químic específic i la temperatura de funcionament.
2. Poliuretà
El poliuretà, com a tipus d'elastòmer sintètic, es forma barrejant dos productes químics líquids i després curant-lo després d'abocar. Aquest material presenta una excel·lent resistència a les partícules sòlides fines i funciona millor que el cautxú natural en alguns escenaris d'aplicació.
Tot i que no és un material típic resistent a la corrosió química, el poliuretà encara presenta una resistència a l'expansió química significativament millor que el cautxú natural. En escenaris com els circuits de flotació que contenen diversos productes químics, la seva vida útil pot ser molt més llarga que la del cautxú natural. A més, el poliuretà es pot utilitzar com a revestiment de bombes per a impulsors amb una velocitat de rotació de més de 27,5 m/s (5400 peus/min) (en aquesta condició, el cautxú natural ja no és aplicable), i també és adequat per a escenaris ocasionals on els residus poden danyar l'impulsor de goma.
A causa del fet que la duresa Shore del poliuretà sol ser superior a la del cautxú natural convencional, el seu rendiment pot ser limitat quan es tracta de partícules aspres i afilades. Aquestes partícules són propenses a provocar descamació a la seva superfície. A més, l'estructura química del poliuretà el fa susceptible a la "hidròlisi" (un mode de fallada específic dels elastòmers), especialment quan s'exposa a àcids forts o bases fortes; no obstant això, mitjançant millores específiques en la formulació, es pot millorar significativament la seva resistència a la hidròlisi. El límit superior de la temperatura aplicable del poliuretà és de 70 graus, i serà degradat pels hidrocarburs.
3. Elastòmer sintètic
En la síntesi de compostos elastòmers, el component polímer del cautxú natural es substitueix per polímers especialment formulats. Aquests polímers especialment formulats poden suportar entorns químics específics o temperatures de funcionament. Aquest procés de modificació sol requerir l'ús de nous agents de reforç, curadors i altres additius especialitzats compatibles amb el cautxú sintètic seleccionat.
Tot i que els elastòmers sintètics superen el rendiment del cautxú natural pel que fa a la resistència química i la resistència a la calor, hi ha una compensació fonamental{0}: la seva resistència al desgast sol ser inferior a la del cautxú natural amb una formulació optimitzada. Aquestes diferències característiques sorgeixen de les consideracions de priorització en el disseny de materials - elastòmers sintètics milloren la seva adaptabilitat ambiental mitjançant la regulació de l'estructura molecular, però comprometen les seves propietats de fricció. Això proporciona una base crucial per a la selecció de materials en condicions de treball específiques, és a dir, s'ha d'assolir un equilibri entre la tolerància ambiental i la resistència al desgast.
III. Aliatges de fosa-resistents al desgast/a l'erosió-
L'aliatge de fosa -resistent al desgast és adequat per al revestiment interior i l'impulsor de les bombes de purins i pot funcionar en escenaris en què els materials de cautxú són inadequats, inclosos aquells amb partícules grans o afilades, alta càrrega (alta velocitat de rotació de l'impulsor), altes temperatures de funcionament i aquells rics en hidrocarburs.
En l'aplicació de purins de bombes centrífugues, el ferro blanc d'alt -crom és la sèrie d'aliatges més utilitzada. Aquest tipus d'aliatge es basa en ferro, amb carburs metàl·lics que representen entre el 15% i el 55% del volum, uniformement dispersos al seu interior. Aquests carburs poden tenir una duresa de més de 1200HV, donant a l'aliatge una excel·lent resistència a l'erosió. Tanmateix, la presència de carburs durs condueix a una disminució de la duresa del material i de les propietats mecàniques completes - alt-el ferro blanc de crom és propens a fracturar-se fràgil quan se sotmet a un impacte. Actualment, mitjançant una-investigació en profunditat sobre aquest tipus de material i l'optimització contínua del disseny de les bombes de purins, es pot alleujar eficaçment la fallada causada per la fractura fràgil.
El ferro blanc colat d'alt-crom pot complir els requisits de la majoria de les condicions de treball i té una bona tolerància a diversos productes químics. Tanmateix, a causa de la seva insuficient resistència a l'àcid, la majoria dels productes només són adequats per a entorns amb un pH superior a 4. Per a condicions àcides altament erosives amb un pH d'1 o menys, encara que hi ha opcions de ferro blanc colat d'alt-crom disponibles, la seva resistència al desgast és lleugerament inferior a la dels models tradicionals.
Per a escenaris amb condicions de corrosió pura o aquells que requereixen una resistència especial a l'impacte, es poden seleccionar sèries d'acer fos i aliatges de níquel. En purins extremadament lleugers on el medi és extremadament corrosiu, es pot utilitzar acer inoxidable dúplex o acer inoxidable austenític; per als purins amb la corrosivitat més forta, cal triar aliatges a base de níquel-. Cal destacar que aquests acers i aliatges de níquel no estan dissenyats per a la resistència al desgast. La seva millora de la resistència a la corrosió es fa generalment a costa de la resistència al desgast, de manera que generalment no es recomana per a escenaris que involucren sòlids erosius.
IV. Ceràmica
Les ceràmiques que s'utilitzen habitualment a les bombes de purins es poden classificar en tres categories: ceràmica a base de polímer-, ceràmica funcional. Els materials ceràmics tenen una excel·lent resistència a la corrosió i al desgast, però tenen cicles de producció llargs i dificultats de processament elevades, el que resulta en costos de producció relativament elevats.
Ceràmica-a base de polímers
Ceràmica composta epoxi: a base de resina epoxi, posseeixen una excel·lent adherència, resistència a la corrosió i estabilitat dimensional. Les partícules d'òxid d'alumini i de carbur de silici, juntament amb fibres de tall curt-, s'utilitzen com a fases de reforç ceràmic. Després de la curació, formen un material compost d'alta resistència i duresa, amb una millor resistència a la corrosió química que els materials basats en poliuretà-i una resistència moderada a l'impacte. S'utilitzen habitualment per al revestiment interior de bombes de purins o components resistents al desgast-locals (com el revestiment interior de les carcasses de les bombes i les vores dels impulsors), especialment en entorns de purins amb concentració mitjana de medis químics àcids o alcalins.
Ceràmica composta de vinil: la resina de vinil combina la duresa i la resistència química de la resina epoxi, així com la propietat de curació del polièster insaturat. Amb alúmina, carbur de silici, etc. com a fases de reforç, combinades amb fibres/bigotis ceràmics, la resistència a l'impacte i la resistència al trencament del material es milloren significativament. Adequat per a escenaris de tractament de purins d'escòries amb mida mitjana de partícules i entorns químics complexos.
Ceràmica composta a base de poliuretà-: utilitzant poliuretà (PU) com a matriu, s'utilitzen partícules ceràmiques dures comunes com l'òxid d'alumini (Al₂O₃), carbur de silici (SiC) i zirconi (ZrO₂) com a fases de reforç ceràmic. Mitjançant l'enfortiment de la dispersió de les partícules ceràmiques, la resistència al desgast i la resistència a l'impacte del poliuretà es milloren significativament, mentre que es manté la flexibilitat del poliuretà, cosa que li permet resistir l'erosió i el desgast causats per partícules sòlides de mida fina a mitjana-. És adequat per a escenaris que involucren mitjans químics o purins de portabilitat mitjana, com ara circuits de flotació i transport de residus. Especialment quan es substitueix el cautxú natural tradicional, pot equilibrar tant la resistència química com la resistència al desgast.
2. Ceràmica funcional
Ceràmica d'alúmina (ceràmica Al₂O₃): la ceràmica d'alúmina és la primera ceràmica funcional aplicada a les bombes de purins. Com més gran sigui la duresa i la resistència al desgast i l'estabilitat del rendiment químic (excepte les solucions alcalines fortes i l'àcid fluorhídric), menor serà el cost. S'utilitza habitualment per al revestiment interior, la funda protectora i la capa resistent al desgast-local de l'impulsor de les bombes de purins, especialment adequat per a la manipulació de purins d'intensitat mitjana de desgast, però té una fragilitat més alta i una menor resistència a l'impacte.
Ceràmica de carbur de silici (ceràmica SiC): les ceràmiques de carbur de silici (especialment SiC-sinteritzat de reacció i SiC sinteritzat lliure de pressió-) tenen una resistència al desgast extremadament alta, una excel·lent resistència a la corrosió (no resistent a l'àcid fluorhídric i àcids oxidants forts), bona conductivitat tèrmica, resistència a altes temperatures i una resistència al xoc tèrmica superior a la ceràmica alumina. Són adequats per a un alt-manteniment, corrosió-forte o condicions de purins d'alta-temperatura, com ara purins d'alta-concentració que contenen partícules afilades (com ara sorra de quars, escòries metàl·liques) o líquids que contenen àcids/àlcali-químics. Sovint s'utilitzen com a components resistents al desgast del nucli-com ara impulsors, plaques de protecció frontal i anells de desgast de les bombes de purins.
Ceràmica endurida amb zirconi (ceràmica ZrO₂): aquestes ceràmiques estan endurides per estabilitzadors com l'òxid d'itri (Y₂O₃) i tenen una resistència a la fractura extremadament alta (3-5 vegades la de la ceràmica d'alúmina) i resistència al desgast. Tenen una alta duresa (duresa de Mohs que oscil·la entre els 8,5 i els 9 graus) i una excel·lent resistència a la corrosió (excepte per a l'àcid fluorhídric): són adequats per a aplicacions on les partícules del purín tenen un cert grau d'impacte (com ara escòries de partícules gruixudes, sorra i grava) i es poden utilitzar per a components com impulsors i compensar la fragilitat i la fragilitat tradicionals de ceràmica. un rendiment més estable en condicions d'intensitat de desgast mitjana i resistents als impactes.
V. Introducció a l'aplicació de Warman Material System
Codi
Nom del material
Tipus
Descripció de la funció
A04
ULTRACHROME® 24% de crom resistent a la corrosió-ferro gris
Ferro colat blanc
L'aliatge A04 és un tipus de ferro blanc especialment dissenyat per a operacions de perforació i roscat. La resistència a la corrosió de l'A04 no és tan bona com la de l'A05 i normalment no és resistent a la corrosió-. L'A04 s'utilitza per segellar adaptadors, embotidores i dispositius de descàrrega.
A05
ULTRACHROME® 27% de crom resistent a la corrosió-ferro gris
Ferro colat blanc
L'aliatge A05 és un tipus de ferro colat blanc resistent al desgast-, que funciona excepcionalment bé en diverses condicions d'erosió, com ara ambients suaus corrosius. L'alta resistència al desgast de l'A05 s'atribueix a la presència de carburs durs a la seva microestructura.
A25
Acer Ni-Cr-Mo
Acer fos
L'aliatge A25 és un tipus d'acer aliat amb resistència al desgast moderada i propietats mecàniques elevades. Aquest aliatge s'utilitza per a grans peces de fosa on la tenacitat és de màxima importància, com la carcassa de la bomba per a grava.
A49
ULTRACHROME® 28% de crom baix en carboni Alt-crom baix-ferro blanc de carboni
Ferro colat blanc
L'aliatge A49 és un ferro colat blanc resistent a la corrosió-que és adequat per a condicions corrosives de baix pH. Tanmateix, també té el problema del desgast per erosió. Aquest aliatge és especialment adequat per a la desulfuració de gasos de combustió (FGD) i altres aplicacions de purins moderadament corrosius.
A53
Ferro blanc de crom d'alt-acer inoxidable austenític ULTRACHROME®
Ferro colat blanc
L'aliatge A53 és un aliatge-altament resistent a la corrosió amb una resistència moderada a la corrosió. L'A53 es pot utilitzar en aplicacions de pH baix, com ara condicions de fosfat o determinades aplicacions d'eliminació de diòxid de sofre, on també existeixen problemes d'erosió.
A61
Ferro blanc d'alt crom HYPERCHROME® 30% Cr
Ferro colat blanc
L'aliatge A61 és un ferro colat blanc hipereutèctic. A causa de la presència d'una fracció de gran volum de carburs de crom durs i -resistents al desgast a la matriu d'aliatge, posseeix una resistència a la corrosió extremadament alta.
A68
Ferro blanc d'alt crom HYPERCHROME® 30% Cr
Ferro colat blanc
L'aliatge A68 és un ferro blanc hipereutèctic. És adequat per a condicions de gran desgast i té una lleugera resistència a la corrosió. S'ha d'utilitzar en aplicacions on es requereix una resistència a la corrosió similar a l'aliatge Ultrachrome A05 i un millor nivell de resistència al desgast que l'aliatge Hyperchrome® A61.
A241
ULTRACHROME® Ferro blanc d'alt crom 32% crom
Ferro colat blanc
L'aliatge A241 és un ferro colat blanc-resistent al desgast i als impactes-. S'ha optimitzat per a aplicacions on l'impacte provoca pèrdua de material. En comparació amb A61, A241 té una excel·lent resistència a l'impacte i, en comparació amb A05, té una excel·lent resistència a la corrosió.
C21
13% acer cromat
Acer inoxidable martensític
L'aliatge C21 és un acer inoxidable 420C totalment endurit.
C23
CF-8M d'acer inoxidable
Acer inoxidable austenític
L'aliatge C23 és acer inoxidable CF-8M. C23 té una excel·lent resistència a la corrosió, però la seva resistència a la corrosió és pobre. És l'equivalent de fosa de 316SS.
C26
CD-4MCuN Acer inoxidable
Dúplex d'acer inoxidable
L'aliatge C26 és un acer inoxidable dúplex CD-4M CuN. És més resistent a la corrosió que el C23, però normalment té una resistència a la corrosió més baixa. Aquest és l'equivalent de fosa de 2205SS.
D21
Ferro colat de grafit esferoïdal (ferro SG)
Ferro colat
L'aliatge D21 és un grau de ferro dúctil de color grisenc i s'utilitza com a material estàndard per a carcassas i marcs de bombes.
D25
Ferro dúctil-d'alta resistència (ferro SG)
Ferro colat
L'aliatge D25 és un ferro dúctil patentat, utilitzat per a recipients d'alta pressió-que requereixen la màxima resistència mecànica.
N02
63% Ni 30% aliatge Cu
Aliatge de níquel -resistent a la corrosió
L'aliatge N02 és un aliatge de níquel-coure que és adequat per a entorns corrosius, però que té poca resistència al desgast. N02 també es coneix com a aliatge Monel.
N22
Aliatge 58N 22Cr 12Mo
Aliatge de níquel -resistent a la corrosió
L'N22 és un aliatge-extremadament resistent a la corrosió, utilitzat en aplicacions extremadament dures que fins i tot els superaliatges austenítics i austenítics no poden suportar. N22 també es coneix com Hastelloy® C-22®.
J32
70% recobriment de carbur de tungstè 420SS
Acer inoxidable recobert-de ceràmica
J32 és un recobriment compost de metall-ceràmica, compost per un 70% de carbur de tungstè i un substrat d'acer inoxidable 420. S'utilitza per a mànigues d'eix en condicions corrosives.
J37
70% recobriment de carbur de tungstè CD4-MCUN
Acer inoxidable dúplex-revestit de ceràmica
J37 és un recobriment compost de metall-ceràmica, compost per un 70% de carbur de tungstè i un substrat d'acer inoxidable dúplex. S'utilitza per a mànigues d'eix en condicions corrosives i abrasives.
J39
80% recobriment de carbur de tungstè 420SS
Acer inoxidable recobert-de ceràmica
J39 és un recobriment compost de metall-ceràmica, compost per un 80% de carbur de tungstè de gra-fi i substrat d'acer inoxidable 420. S'utilitza per a mànigues d'eix en condicions extremadament abrasives i té una major resistència al desgast en comparació amb J32.
R35
Cautxú Premium Linatex®
Cautxú natural
R35 Linatex premium és un cautxú natural suau i altament elàstic que s'ha optimitzat per a aplicacions d'abrasió de purins de partícules fines.
R55
El revestiment de descàrrega del molí està fet de cautxú natural.
Cautxú natural
El cautxú natural R55 és un compost dissenyat específicament per abordar la distribució àmplia de purins en les aplicacions de descàrrega de les màquines de rectificat.
R508
El revestiment de descàrrega del molí està fet de cautxú natural.
Cautxú natural
El cautxú natural R508 és un compost especialment dissenyat per a les aplicacions més exigents, amb una resistència al trencament i resistència a la tracció extremadament alta.
S01
cautxú EPDM
Elastòmer sintètic
S01 és un elastòmer sintètic amb una excel·lent resistència a l'àcid i a l'ozó. S'utilitza principalment en aplicacions de segellat a causa de la seva baixa propietat de deformació permanent a la compressió.
S12
Cautxú nitril
Elastòmer sintètic
S12 és un tipus de cautxú sintètic que s'utilitza habitualment en aplicacions que impliquen greixos, olis i ceres. S12 té una resistència a la corrosió moderada.
S21
Cautxú butílic (IIR).
Elastòmer sintètic
El cautxú sintètic S21 presenta una excel·lent estabilitat química, bona resistència a la calor i resistència a l'oxidació, però té poca resistència a la corrosió. S21 s'utilitza en ambients àcids.
S31
Polietilè clorosulfonat
Elastòmer sintètic
S31 és un elastòmer antioxidant i resistent a la calor-. Té una excel·lent estabilitat química davant els àcids i els hidrocarburs.
S42
Polibutadiè
Elastòmer sintètic
S42 és un elastòmer sintètic-d'alta resistència amb un rendiment dinàmic només lleugerament inferior al del cautxú natural. S42 té una excel·lent resistència a la temperatura i a l'oli. Normalment s'utilitza en situacions en què el cautxú natural basat en hidrocarburs-es degrada.
S51
Polímer de fluorosilicona
Elastòmer sintètic
L'elastòmer sintètic S51 presenta una excel·lent resistència als olis i productes químics a altes temperatures, però té una poca resistència a la corrosió.
U38
Poliuretà -resistent al desgast
Elastòmer de poliuretà
L'U38 és un material resistent a l'erosió-que funciona bé en aplicacions d'elastòmer i és adequat per a problemes d'"impuresa". Això s'atribueix a l'alta resistència a la llàgrima i la tracció de l'U38. Tanmateix, la seva resistència a l'erosió no és tan bona com la del cautxú natural (goma R55ª).
Y08
Nitrur de silici combinat amb carbur de silici
Ceràmica
Y08 és una ceràmica resistent al desgast-que funciona bé en aplicacions de desgast de partícules fines, però que té poca resistència als impactes sòlids i a l'erosió superior a -1 mm.
Etiquetes populars: Bomba de purins d'enginyeria municipal per al transport de fangs de depuradora, bomba de purins d'enginyeria municipal de la Xina per a fabricants de transport de fangs de depuradora
