Насоси промислові
Повітродувки промислові
Контрольно вимірювальне обладнання
Клінінг та дезінфекція
Комплексні рішення
Водопідготовка
Послуги
Сфери використання
Обрані товари
Доставка і оплата
Гарантія та повернення
Контакти
Про компанію
Насос для перекачування абразивних гідросумішей та пульпи
Чому абразивна гідросуміш виводить з ладу звичайний насос
Пісок, шлам, частинки руди або продукти гідроабразивної обробки в потоці рідини поводяться не як вода, а як потік твердих тіл з відносною твердістю 7–9 за шкалою Мооса.
Кожна частинка під час удару об стінку робочого колеса знімає мікрооб’єм металу, і стандартний насос із сірого чавуну на такому середовищі втрачає робоче колесо за тижні.
Завдання тут не в перекачуванні рідини як такої, а в керованому зносі: підібрати конструкцію і матеріал так, щоб ресурс проточної частини вимірювався місяцями, а не змінами.
Саме тому для таких середовищ застосовують спеціальний насос для абразивних рідин із захищеною проточною частиною.
Швидкість руйнування залежить від концентрації твердої фази, розміру і форми частинок та від швидкості потоку.
Насос для перекачування абразивних гідросумішей проєктується навколо цих трьох чинників, тоді як звичайне насосне обладнання розраховане на чисту або слабозабруднену рідину.
Далі розберемо, що саме відрізняє абразивне середовище і які типи обладнання з ним справляються.
Твердість частинок концентрація та швидкість осідання
Знос у насосі підпорядковується степеневій залежності: його інтенсивність зростає пропорційно швидкості потоку в степені від 2,5 до 4,5.
Це означає, що перевищення колової швидкості робочого колеса всього на 15–20% здатне скоротити ресурс удвічі.
Для гідросумішей із твердими частинками колову швидкість колеса зазвичай обмежують величиною близько 25 м/с — вище неї абразивне руйнування футерування йде лавиноподібно.
Другий чинник — концентрація твердої фази.
Для відцентрового обладнання закони подібності працюють приблизно до 20% твердого за масою; за вищого вмісту напір і ККД доводиться знижувати розрахунковими коефіцієнтами деретингу, інакше насос не вийде на задану робочу точку.
Третій чинник — схильність частинок до осідання.
Якщо швидкість у лінії падає нижче критичної, тверда фаза формує нерухомий шар на дні труби, забиває всмоктування і різко підвищує навантаження на привід.
Тому абразивний насос працює у вузькому коридорі швидкостей: достатньо високих, щоб утримати частинки у завислому стані, і достатньо низьких, щоб не руйнувати проточну частину.
Типи насосів для перекачування абразивних гідросумішей
Під абразивне середовище підходять кілька принципово різних конструкцій.
Жодна з них не універсальна — кожна виграє у своєму діапазоні концентрації, напору і розміру частинок.
Тому насос для перекачування абразивних гідросумішей обирають від параметрів середовища, а не навпаки.
-
Відцентровий шламовий насос
Відцентровий шламовий насос створює напір за рахунок обертання робочого колеса.
Це основне обладнання гідротранспорту піску, хвостів збагачення і шламу: один типорозмір закриває широкий діапазон подач, а проточна частина виконана зі змінними футеруваннями і колесом, які захищають корпус.
Максимальний знос припадає на вхід колеса, де потік твердих частинок повертає під прямим кутом з осьового напрямку в радіальний.
Працює за концентрації приблизно до 40–50% за масою; на тонкому абразиві за помірної швидкості ресурс вимірюється місяцями, на крупному гострому піску — тижнями.
-
Перистальтичний (шланговий) насос
Перистальтичний (шланговий) насос продавлює середовище роликом або башмаком по еластичному шлангу, і тверда фаза не торкається жодних деталей крім внутрішньої стінки шлангу.
За рахунок цього він перекачує щільні гідросуміші із вмістом твердого до 70–80% за масою і густиною 1,8 та вище, а зношується тільки змінний шланг.
Обмеження — тиск і температура: за високого протитиску ресурс шлангу падає до місяця і менше, а башмачний притиск виводить шланг з ладу швидше за роликовий.
-
Одногвинтовий (гвинтовий) насос
Одногвинтовий (гвинтовий) насос переміщує середовище в порожнинах між сталевим ротором і еластомерним статором, даючи рівний потік без пульсацій за низької швидкості.
Він підходить для в’язких і абразивних шламів, де потрібна дозована подача під високий напір.
Слабке місце — еластомерний статор: на абразиві він вимивається по лініях контакту, і ресурс статора під час перекачування твердих частинок нерідко падає до кількох місяців навіть із ротором, зміцненим хромом.
Під час зупинки тверда фаза осідає назад на насос і ускладнює пуск.
-
Мембранний пневматичний (AODD) насос
Мембранний пневматичний (AODD) насос перекачує середовище за рахунок зворотного руху двох мембран і працює від стисненого повітря.
Коливальний рух мембран утримує тверду фазу у завислому стані, тому таке обладнання застосовують на згущених осадах і придонних шламах.
Зносу підлягають зворотні клапани — кулі та сідла, тому для абразиву їх виконують із карбіду вольфраму або карбіду кремнію зі змінними сідлами.
Потік сильно пульсує, а ККД невисокий, але компресор можна винести за межі робочої зони.
-
Поршневий і плунжерний насос
Поршневий і плунжерний насос створює високий тиск за рахунок зворотно-поступального руху поршня і застосовується там, де потрібно подати густу гідросуміш на велику висоту або далеку відстань.
Поршневі насоси у виконанні для шламів перекачують пастоподібні осади і середовища з крупними частинками.
Зношуються клапани та ущільнення поршня; для абразиву обирають тверді сідла і стійкі до стирання набивки, а швидкість ходу знижують, щоб зменшити ерозію.
Зведене порівняння за основними параметрами:
| Тип насоса | Макс. концентрація твердого | Максимальний напір | Зношуваний вузол | Оптимальне застосування |
|---|---|---|---|---|
| Відцентровий шламовий | до 40–50% за масою | середній і високий | колесо, футерування, вкладиш | гідротранспорт піску, хвостів, шламу |
| Перистальтичний (шланговий) | до 70–80% за масою | низький і середній | шланг | щільні пульпи, дозування реагентів |
| Одногвинтовий | до 50–60% за масою | високий | еластомерний статор | в’язкі абразивні шлами під напір |
| Мембранний (AODD) | до 60–70% за масою | низький | зворотні клапани | згущені осади, придонний шлам |
| Поршневий / плунжерний | пастоподібні середовища | дуже високий | клапани, ущільнення | подача густих гідросумішей на відстань |
З таблиці видно закономірність: що вищий потрібний вміст твердого, то помітніша перевага об’ємних насосів, а відцентрові виграють у подачі там, де концентрація помірна.
Матеріали корпусу робочого колеса та футерування
Ресурс абразивного насоса визначається не стільки схемою, скільки матеріалом проточної частини.
Дві основні стратегії — твердий метал і еластомер — закривають різні діапазони крупності частинок.
-
Метал
Високохромистий білий чавун
Високохромистий білий чавун із вмістом хрому 15–30% — основний матеріал для металевих проточних частин.
Під час термообробки в ньому формуються карбіди хрому, що дають твердість 60–65 HRC (понад 600 HB).
Такий матеріал тримає удар крупних гострих частинок розміром понад 3 мм і застосовується для робочих коліс і вкладишів відцентрових шламових насосів.
Його недолік — крихкість: за ударного навантаження від крупних шматків можливі сколи.
-
Еластомер
Еластомерне футерування
Еластомерне футерування — натуральна гума і поліуретан — працює за іншим принципом: м’який пружний шар поглинає удар частинки і повертається у форму, а не викришується.
На тонкому і напівокруглому абразиві крупністю менше 3 мм за помірної швидкості гума переживає метал за ресурсом.
Обмеження — крупні гострі частинки прорізають еластомер, а температура і деякі розчинники спричиняють його набухання.
Для особливо важких умов застосовують покриття з оксиду алюмінію і надвисокомолекулярний поліетилен (НВМПЕ).
Підбір матеріалу під крупність частинок — половина успіху під час вибору насоса для абразивних рідин.
Типові помилки експлуатації абразивних насосів
Більшість передчасних відмов на абразиві пов’язана не із самим насосом, а з режимом його роботи.
Нижче — ситуації, які на практиці в рази скорочують ресурс насоса для абразивних рідин.
-
Помилка 01
Завищена частота обертання
Перша помилка — завищена частота обертання.
Оскільки знос зростає пропорційно швидкості в степені 2,5–4,5, насос, підібраний із запасом за обертами, зношується непропорційно швидко.
Правильніше взяти типорозмір крупніший і обертати його повільніше: та сама подача досягається за меншої колової швидкості і меншого зносу.
-
Помилка 02
Тривала робота далеко ліворуч від робочої точки
Друга помилка — тривала робота далеко ліворуч від робочої точки.
На малих подачах усередині корпусу виникає рециркуляція, і потік твердих частинок багаторазово проходить через колесо, прискорюючи ерозію.
На практиці це призводить до того, що робоче колесо, розраховане на рік, виходить з ладу за два-три місяці.
-
Помилка 03
Падіння швидкості в трубопроводі нижче критичної
Третя помилка — падіння швидкості в трубопроводі нижче критичної.
Коли потік не утримує частинки у завислому стані, на дні труби утворюється нерухомий шар, всмоктування забивається, а навантаження на привід зростає.
Для гвинтових і мембранних насосів додається осідання твердої фази назад на насос під час зупинки, що ускладнює повторний пуск.
Купити насос для абразивних рідин в Україні
Підбір обладнання під абразивну гідросуміш починається не з каталогу, а з параметрів середовища: концентрації і крупності твердої фази, густини, потрібних подачі та напору, довжини і геометрії траси.
Від цих даних залежить і тип насоса, і матеріал проточної частини, і гранична швидкість, на якій обладнання відпрацює заявлений ресурс.
ТОВ «ІНЖИНІРИНГОВІ СИСТЕМИ» підбирає насос для перекачування абразивних гідросумішей під конкретне завдання, а не за типовим опитувальним листом.
Чому варто купити обладнання саме в нашій компанії?
- Професійний інженерний підбір Підбираємо обладнання під конкретні задачі, умови роботи та вимоги вашого виробництва
- Широкий асортимент промислового насосного обладнання Пропонуємо рішення для різних типів рідин, технологічних процесів і виробничих потреб
- Гарантія якості Постачаємо надійне обладнання від перевірених виробників із гарантією та підтримкою
- Технічні консультації Допомагаємо з вибором, налаштуванням та правильною експлуатацією обладнання
- Вигідні умови постачання по всій Україні Організовуємо швидку доставку, зручні умови оплати та супровід на всіх етапах
Купити абразивний насос означає отримати не лише обладнання, а й розрахунок режиму роботи, підбір зносостійких матеріалів під крупність частинок і технічний супровід на етапі монтажу та пуску.
Це знижує ризик ранніх відмов проточної частини і робить передбачуваним графік заміни змінних деталей.
Щоб купити насос під ваше середовище, достатньо передати параметри гідросуміші та умови траси — подальший технічний підбір бере на себе постачальник.
Часті запитання про насоси для абразивних рідин
Чому шланг перистальтичного насоса служить лише місяць за високого тиску?
Ресурс шлангу падає не від тиску як такого, а від способу його створення. За високого протитиску притискний елемент переходить від роликового кочення до ковзного башмака, який сильніше деформує і нагріває стінку шлангу. До цього додається стирання абразивом зсередини. У сумі на щільному абразивному середовищі під тиском шланг нерідко міняють щомісяця за регламентом.
Чому робоче колесо зношується найшвидше на вході?
На вході в колесо потік твердих частинок повертає під прямим кутом — з осьового напрямку у всмоктувальному патрубку в радіальний у колесі. Через інерцію частинки не встигають за потоком рідини і б’ють по передній кромці лопаток та стінках, тому максимум ерозії припадає саме на вхідну зону.
Що зношується в мембранному насосі на абразиві і як це сповільнити?
Найшвидше зношуються зворотні клапани — кулі та сідла, через які проходить уся тверда фаза. Для абразивних середовищ їх виконують із карбіду вольфраму або карбіду кремнію і обирають конструкцію зі змінними сідлами. Дешеві насоси з незнімними сідлами для такої роботи не підходять.
Чи допомагає зниження обертів подовжити ресурс насоса?
Так, і помітно. Знос зростає пропорційно швидкості потоку в степені від 2,5 до 4,5, тому навіть невелике зниження колової швидкості колеса відчутно подовжує строк служби проточної частини. На практиці беруть насос більшого типорозміру і працюють на знижених обертах за тієї самої подачі.
Чому гвинтовий насос погано переносить абразив?
В одногвинтовому насосі еластомерний статор постійно контактує з твердою фазою по лініях ущільнення і вимивається на абразиві. Ресурс статора під час перекачування твердих частинок нерідко падає до кількох місяців, а після зупинки осіла тверда фаза ускладнює пуск. Тому його обирають там, де важливіша рівна дозована подача під напір, а не максимальний ресурс.
Яка концентрація твердого допустима для відцентрового насоса?
Без істотної втрати характеристик відцентровий насос працює приблизно до 20% твердого за масою — у цьому діапазоні застосовні закони подібності. За вищого вмісту напір і ККД знижують розрахунковими коефіцієнтами, а за концентрації понад 50–60% зазвичай переходять до об’ємних насосів.
Як обрати між металевим і еластомерним проточним трактом?
Вирішує крупність і форма частинок. Крупні гострі частинки розміром понад 3 мм краще тримає високохромистий чавун, а тонкий і напівокруглий абразив крупністю менше 3 мм за помірної швидкості довше витримує гумове або поліуретанове футерування. Висока швидкість потоку і гаряче середовище зсувають вибір у бік металу.
Українська