Hogyan válasszunk cementszuszpenziós szivattyút: típusok, specifikációk és alkalmazások

A fő kihívás a cementhígtrágya-szivattyú kiválasztásában

A legfontosabb dolog, amit a cementiszap szivattyúzásával kapcsolatban meg kell érteni: a vizet megbízhatóan mozgató szivattyú gyakran heteken belül meghibásodik a cementiszap mozgatásakor. A nagy viszkozitás, a koptató részecskék és a gyors ülepedés kombinációja azt jelenti, hogy a szivattyú kiválasztása a szivattyú hidraulikus profiljának és a hígtrágya fizikai viselkedésének összehangolásáról szól. A megfelelő szivattyút a szilárdanyag-tartalom, a részecskeméret, a viszkozitás és a nyomónyomás együttes értékelésével választják ki, nem pedig egyetlen specifikációt külön-külön.

A cementiszap nem homogén folyadék. Lebegő cementszemcséket, adalékanyag-szemcséket és néha kémiai adalékokat tartalmaz. Minden alkalmazás más és más követelményeket támaszt a szivattyú járókerekével, házával és tömítési rendszerével szemben. Ez az útmutató ismerteti azokat a szivattyútípusokat, amelyek jól kezelik a cementiszapot, a legfontosabb specifikációs paramétereket, és azokat a meghibásodási módokat, amelyek lerövidítik a szivattyú élettartamát, ha figyelmen kívül hagyja őket.

Mitől lesz igényes a cementiszap szivattyúzása

A cementiszap három tulajdonsága okozza a legtöbb mérnöki nehézséget. Ezek korai felismerése segít elkerülni a rosszul megadott szivattyút és a kapcsolódó leállást.

• Magas szilárdanyag-koncentráció. A szuszpenziók jellemzően 30-70 tömeg% szilárdanyagot tartalmaznak. A felső végén a keverék kevésbé folyadékként, és inkább pasztaként viselkedik, nem newtoni folyási jellemzőkkel.
• Csiszoló részecskék. A cementszemcsék kemények és élesek. Folyamatosan erodálják a járókereket, a tekercset és a tengelytömítést. A kopás mértéke nő a szivattyú fordulatszámával, a szilárdanyag-tartalommal és a burkolaton belüli turbulenciával. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a nedvesített részeknek kemény, kopásálló anyagból kell készülniük, vagy cserélhető béléssel kell rendelkezniük.
• Ülés és öntömörítés. Amikor a szivattyú leáll, szilárd anyagok ülepednek a szívóvezetékben és a burkolatban. Az újraindítás a lerakódott tömeg eltávolítása nélkül túlterhelheti a motort vagy elnyírhatja a tengelykapcsolót. A nyitott járókerékkel és nagy hézaggal rendelkező szivattyú kecsesebben kezeli ezt a helyzetet, mint a zárt járókerekes kialakítás.

Ezek a tényezők határozzák meg az optimális szivattyútípust. A rossz járókerékprofilú centrifugálszivattyú kis áramlási sebesség mellett leválasztja a szilárd anyagokat. A túl nagy belső hézaggal rendelkező térfogat-kiszorításos szivattyú elveszíti nyomástartó képességét. A kiválasztási folyamatot a hígtrágya tényleges viselkedésének kell vezérelnie.

Szivattyútípusok, amelyek jól kezelik a cementszuszpenziót

Centrifugálszivattyúk a nagy átfolyású és gazdaságos működéshez

A centrifugálszivattyúk a legszélesebb körben alkalmazott szivattyútípusok a hígtrágya-szolgáltatáshoz. Egyszerűek, robusztusak és alkalmasak nagy mennyiségek mozgatására alacsony karbantartás mellett. Cementiszap esetén a szivattyúnak nyitott vagy félig nyitott járókereket kell használnia, amely ellenáll a részecskék összegabalyodásának, és a háznak kopásálló anyagból, például magas krómötvözetből vagy bélelt acélból kell készülnie.

ZA petrolkémiai folyamatszivattyú csiszolócement iszaphoz A ZA szivattyú túlméretezett tengelyével és nagy teherbírású csapágyaival kezeli a nagy sűrűségű keverékeket. Nedvesített részei különböző anyagokból választhatók a hígtrágya összetételéhez igazodva, így megbízhatóan használhatók a cementiszap nagy távolságra történő szállítására. Termék megtekintése →

A ZA petrolkémiai folyamatszivattyúja hasznos példa erre. Túlméretezett tengelye és nagy teherbírású csapágyelrendezése támogatja a nagy sűrűségű keverék szivattyúzásakor keletkező radiális terheléseket. Különböző nedvesített rész anyagopciók lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy a szivattyút a hígtrágya összetételéhez és hőmérsékletéhez igazítsa. A centrifugálszivattyúk akkor a legalkalmasabbak, ha a cementiszap viszonylag vékony, és közepes vagy hosszú csővezeték-távolságon kell mozgatni.

A fő működési korlát az áramlási sebességnek az ülepedési küszöb feletti tartása. Egy tipikus 100 mm-es csővezetékben körülbelül 1,2 m/s minimális sebesség szükséges a cementszemcsék szuszpenzióban tartásához. Ha a szivattyú ez alatt a pont alatt működik, a részecskék kihullanak a nyomócsőből, ami fokozatos eltömődést okoz, és növeli az áramlás fenntartásához szükséges nyomást.

Progresszív üreges szivattyúk vastag, nagy szilárdanyag-tartalmú iszaphoz

A progresszív üreges szivattyú, más néven csavarszivattyú, más módon oldja meg az ülepedési problémát. A megfelelő elasztomer állórész belsejében egy spirális forgórész elfordul, lezárt üregeket képezve, amelyek a szívóoldalról a nyomóoldalra haladnak. A pozitív elmozdulás lehetővé teszi, hogy a szivattyú egyenletes sebességgel nyomjon ki sűrű, magas szilárdanyag-tartalmú iszapokat, a finom mozgás pedig megőrzi a zagy állagát anélkül, hogy a cementpépet lebontaná.

G-típusú csavaros szivattyú viszkózus és szilárd terhelésű cementiszaphoz A G-típusú csavarszivattyú spirális forgórészt és elasztomer állórészt használ a cementiszap finom mozgatására. Alacsony fordulatszámú működése csökkenti a kopást és meghosszabbítja az állórész élettartamát, így ideális vastag, nagy szilárdanyag-tartalmú iszapokhoz. Termék megtekintése →

A G-típusú csavarszivattyút kifejezetten viszkózus, szilárd anyaggal terhelt közegekhez tervezték. Az állórész elasztomer megválasztása kritikus, mert a cementszuszpenzió bizonyos hőmérsékleteken és bizonyos adalékokkal megduzzaszthatja vagy tönkreteheti a gumit. A rotor edzhető a kopás élettartamának meghosszabbítása érdekében. Ennek a szivattyútípusnak a fő előnye az alacsonyabb fordulatszámú működés: az alacsonyabb forgórész-fordulatszám csökkenti a koptatóanyag fordulatonkénti kopási sebességét, ami az állórészcsere közötti hosszabb időközöket jelenti.

A progresszív üreges szivattyúk az előnyben részesített megoldások, ha a zagy viszkozitása magas, vagy ha a szilárdanyag-koncentráció jelentős. Legfőbb korlátjuk a szárazonfutásra való érzékenység, mivel az állórész teljes mértékben a kenéshez használt iszaptól függ, és már néhány másodperc száraz üzem is maradandóan károsíthatja az elasztomert.

Önfelszívó szivattyúk építkezésekhez és ideiglenes telepítésekhez

Sok építkezésen a szivattyú a hígtrágyaforrás felett helyezkedik el. Az önfelszívó szivattyú automatikusan kiszívja a levegőt a szívóvezetékből, és újra fel tudja tölteni, ha a folyadékszint csökken. Ez a képesség praktikus választássá teszi a pótkocsira szerelt egységekhez vagy a munkakörök között mozgatható csúszótalpakhoz.

Erős önfelszívó szivattyú a megbízható helyszíni iszapszállításhoz Ez az önfelszívó szivattyú automatikusan elszívja a levegőt és újrafelszívja, így alkalmas pótkocsira szerelt vagy csúszós egységekhez. Kezeli a szilárd iszapokat, bár ügyelni kell a szívóvezeték tisztítására, hogy elkerüljük az eltömődést az indítás során. Termék megtekintése →

Az erős önfelszívó szivattyú mind az indítást, mind a szilárd anyaggal kapcsolatos követelményeket kielégíti. Kiválóan alkalmas árok víztelenítésére, fugáztatására és keverési műveletekre, ahol fontos a megbízható újraindítás megszakítás után. A felhasználónak továbbra is figyelnie kell a szívóvezetékre, amely az indítás előtt megtelhet leülepedett iszappal, és blokkolhatja az újrafeltöltési ciklust.

Összefoglalva, a centrifugálszivattyúk a költségek és az áramlási sebesség, a progresszív üreges szivattyúk a viszkozitás és a szilárdanyag-kezelés, az önfelszívó egységek pedig a működési rugalmasság terén nyernek. A folyamatmérnök feladata, hogy ezeket a prioritásokat rangsorolja az adott munkakörhöz.

Rendelés előtt át kell tekinteni a legfontosabb jellemzőket

Az alábbi táblázat összefoglalja azokat a lényeges paramétereket, amelyeket közölni kell a szivattyú szállítójával, mielőtt a cementiszap-szivattyút kiválasztják. Mindegyik paraméter közvetlenül befolyásolja a hidraulikus teljesítményt, az alkatrészek terhelését és az élettartamot.

Az egyik kritikus általános szabály, hogy a hígtrágya tulajdonságait reprezentatív mintával ellenőrizzük a beszerzés előtt. A viszkozitás és az ülepedési viselkedés drámaian megváltozik a különböző cement/víz arányok hatására. A tejnek tűnő hígtrágya sűrű pasztává válhat, ha a víztartalom néhány százalékponttal csökken, és ez a különbség eltolja az optimális szivattyútípust. Ha mélyebben meg szeretné tekinteni, hogy a viszkozitás és a szilárdanyag-határértékek hogyan befolyásolják a progresszív üreges szivattyú kiválasztását, tekintse meg ezt a cikket a csigaszivattyúk maximális viszkozitása és szilárdanyag-határértékei .

Gyakori hibamódok és azok megelőzése

A következő problémák gyakran fordulnak elő a cementiszap-szivattyú berendezésekben. Jó kiválasztási és karbantartási gyakorlattal mindegyik megelőzhető.

1. A járókerék és a ház eróziója. A kemény részecskék folyamatosan ütköznek a járókerék lapátjaiba és a tekercsbélésbe. A kopás mértéke meredeken növekszik, ha a szivattyú részterhelési ponton működik. Válasszon egy nyitott, vastag profilú járókereket, és szereljen fel egy cserélhető kopólemezt, hogy a fő burkolat ne vesszen el az eróziótól.
2. Szilárd anyagok leülepedése a szívóvezetékben. Amikor a szivattyú leáll, a részecskék kihullanak a szuszpenzióból, és felhalmozódnak a vízszintes csővezetékekben. Újraindítás előtt öblítse át a vezetéket vagy lazítsa meg a leülepedett anyagot. Ezt a műveletet egyszerűbbé teszi, ha a szívóvezetékbe egy tisztítónyílást telepít.
3. A tömítéskamra szennyeződése. A finom cementrészecskék bevándorolnak a tömítőkamrába, és koptatják a mechanikus tömítési felületeket. Az öblített tömítés külső tiszta folyadékellátással tisztán tartja a tömítőfelületeket és meghosszabbítja a tömítés élettartamát.
4. Állórész meghibásodása progresszív üreges szivattyúkban. Az elasztomer állórész megduzzad vagy elhasználódik, ha a zagy agresszív adalékokat tartalmaz, vagy amikor a szivattyú szárazon működik. Ellenőrizze a kompatibilitást az állórész anyaga és a speciális iszapkémia között, és mindig szereljen fel szárazonfutás elleni védelmet.

Ezek a hibamódok nem véletlenszerű események. Ezek a szivattyú azon kívüli működésének következményei, amelyre azt tervezték. A hígtrágya tulajdonságainak pontos meghatározásával és a szivattyú legjobb hatásfokán történő alkalmazásával a legtöbb ilyen probléma elkerülhető.

Alkalmazási forgatókönyvek és hosszú távú megbízhatóság

A cementszuszpenziós szivattyúk számos ipari környezetben jelennek meg, mindegyiknek megvannak a saját követelményei.

• Építés és infrastruktúra. Habarcsinjektálás talajstabilizáláshoz, alagút béleléséhez és szerkezeti javításhoz. Ezek a munkák nagy nyomónyomást és állandó áramlást igényelnek, ahol a térfogat-kiszorításos szivattyú a legjobb teljesítményt nyújtja.
• Bányászat és feltöltés. A bányafeltöltési folyamat cementiszapot használ a föld alatti üregek kitöltésére. A hígtrágya durva aggregátumokat tartalmaz, és a nagy teherbírású házas centrifugálszivattyú gyakran a leggazdaságosabb választás.
• Ipari feldolgozás. A cementiszapot nagynyomású befecskendező vezetékekben, szűrési segédanyagokban és adagolási műveletekben használják. A szivattyúnak hosszú üzemidőn keresztül stabil nyomásprofilt kell biztosítania.
• Betongyártó üzemek. A hígtrágyát a tárolóból keverőkocsikba szállítják. Ez egy nagy áramlású, alacsony nyomású alkalmazás, ahol centrifugális szivattyúk szabványosak.

A megbízható, hosszú távú működés érdekében fogadjon el néhány gyakorlati szokást. Öblítse át a szivattyút friss vízzel minden egyes futás után. Figyelje a nyomónyomás trendjét, mert a fokozatos emelkedés gyakran vízkőre vagy eltömődésre utal a csőben. Az ütemezett karbantartási időközönként ellenőrizze a járókerék és a ház bélés kopását, és cserélje ki az alkatrészeket, mielőtt meghibásodna. Beszereléskor ellenőrizze a tengely beállítását, és soha ne hagyja, hogy a szivattyú szárazon járjon, különösen progresszív üreges egységek esetén.

Ha a cementiszapot nagy nyomáson és magas hőmérsékleten kell mozgatni, a szivattyú szerkezeti részletei számítanak. Egy áttekintés a a szivattyú teljesítménye magas nyomású és magas hőmérsékleti körülmények között hasznos referenciát nyújt egy olyan egység meghatározásához, amely ezekben a nehéz körülmények között is kitart. A ház anyaga, a tömítés típusa és a csapágyszerelvény kialakítása egyaránt hozzájárul ahhoz, hogy a szivattyú biztonságosan működjön a tervezett munkaponton.

Következtetés

A megfelelő cementiszap-szivattyút a zagy viszkozitása, szilárdanyag-tartalma, részecskemérete, valamint a szükséges áramlási sebesség és nyomónyomás határozza meg. A centrifugálszivattyúk gazdaságosan kezelik a hígabb iszap nagy áramlási sebességét. A progresszív üreges szivattyúk egyenletesen mozgatják a vastag pasztákat, eltömődés nélkül. Az önfelszívó szivattyúk működési rugalmasságot biztosítanak ideiglenes vagy mobil telepítéseknél. A kiválasztási folyamatnak a hígtrágya tényleges tulajdonságain kell alapulnia, és a szivattyút a tervezett áramlási és fordulatszám-tartományon belül kell üzemeltetni, amelyet ezek a tulajdonságok diktálnak.

Adja meg a szivattyú gyártójának a teljes képet az iszapjáról: sűrűség, szilárdanyag-koncentráció, hőmérséklet és részecskeméret-eloszlás. A gyártó vegyipari és technológiai szivattyúk tervezésében szerzett tapasztalataival kombinálva ezek az információk jelentik az alapot a hosszú, problémamentes élettartamú cementiszap-szivattyú előállításához.