Proč si pro přenos korozivních kapalin vybrat axiální průtoková čerpadla s fluorem?

Co jsou axiální průtoková čerpadla s fluorem?

Axiální průtoková čerpadla s fluorem jsou kategorií odstředivých čerpadel navržených k pohybu kapaliny paralelně s hřídelí čerpadla pomocí oběžného kola, které tlačí kapalinu spíše v axiálním směru než v radiálním směru typickém pro standardní odstředivá čerpadla. To, co odlišuje tato čerpadla od konvenčních konstrukcí s axiálním průtokem, je fluoropolymerové obložení, typicky vyrobené z materiálů, jako je PTFE (polytetrafluorethylen) nebo PFA (perfluoralkoxyalkan), aplikované na smáčené vnitřní povrchy včetně pláště čerpadla, oběžného kola a pouzdra hřídele.

Toto obložení vytváří chemicky inertní bariéru mezi čerpanou korozivní kapalinou a spodní kovovou konstrukcí, kterou je obvykle litina, uhlíková ocel nebo nerezová ocel. Výsledkem je čerpadlo schopné zpracovávat vysoce korozivní, velkoobjemové a nízkotlaké přenosy kapalin, které by jinak rychle degradovaly kovové součásti bez obložení. Axiální průtoková čerpadla jsou obecně známá pro přemísťování velkých objemů kapaliny při relativně nízkém tlaku, takže varianta s fluorovou vložkou je zvláště vhodná pro hromadnou přepravu chemikálií, čištění odpadních vod a zpracovatelský průmysl zabývající se agresivními médii.

Jak se design axiálního průtoku liší od radiálních čerpadel a čerpadel se smíšeným průtokem

Pochopení mechanismu axiálního průtoku pomáhá objasnit, proč je tento typ čerpadla vybrán pro konkrétní aplikace. V čerpadle s axiálním průtokem se oběžné kolo podobá lodní vrtuli a kapalina se pohybuje přímočaře podél osy hřídele, když prochází lopatkami oběžného kola. To se liší od čerpadel s radiálním průtokem, kde tekutina vstupuje v blízkosti hřídele a vystupuje kolmo k němu, a od čerpadel se smíšeným průtokem, která kombinují radiální i axiální pohyb.

Praktickým důsledkem konstrukce s axiálním průtokem je, že tato čerpadla vynikají při pohybu velmi velkých objemů kapaliny, ale vytvářejí poměrně nízkou dopravní výšku nebo tlak. Díky tomu se dobře hodí pro aplikace, jako je protipovodňová ochrana, velkokapacitní odvodňování, cirkulace chladicí vody a hromadná přeprava chemikálií mezi nádržemi, kde záleží na vysokém průtoku více než na výstupu vysokého tlaku.

Proč se používá fluorová vložka

Fluorpolymerové obklady jsou vybírány pro svou výjimečnou chemickou odolnost vůči široké škále kyselin, zásad a rozpouštědel. Materiály jako PTFE a PFA zůstávají stabilní, když jsou vystaveny látkám, jako je koncentrovaná kyselina sírová, kyselina chlorovodíková a mnoho organických rozpouštědel, která by během krátké doby používání způsobila korozi nechráněných kovových povrchů.

Kromě chemické odolnosti nabízejí fluoropolymerové obložení také nízké povrchové tření, což může pomoci snížit usazování vodního kamene nebo sedimentu na vnitřních površích, a udržují si výkon v poměrně širokém teplotním rozsahu, ačkoli maximální provozní teploty se liší podle konkrétního materiálu obložení a měly by být vždy kontrolovány podle specifikací výrobce.

Klíčové komponenty a konstrukce

Fluorem potažené axiální průtokové čerpadlo kombinuje standardní mechaniku axiálního průtokového čerpadla se specializovanými technikami obložení a těsnění, aby bylo zajištěno, že fluoropolymerová bariéra zůstane neporušená i při provozním namáhání.

Oběžné kolo

Oběžné kolo je obvykle odlito z kovu a poté potaženo nebo formováno fluoropolymerovou vrstvou. Protože oběžné kolo je vystaveno nejvyššímu mechanickému namáhání v čerpadle, věnují výrobci velkou pozornost tloušťce obložení a přilnavosti u této součásti, aby se zabránilo delaminaci během provozu.

Pouzdro a spirála

V tělese čerpadla je uloženo oběžné kolo a usměrňuje proudění kapaliny. Vnitřní povrch je potažen zvoleným fluoropolymerem a obložení musí být aplikováno rovnoměrně, aby se předešlo slabým místům, kde by mohla korozní kapalina případně proniknout do podkladového kovu.

Systém těsnění hřídele

Utěsnění je jedním z nejkritičtějších konstrukčních hledisek u čerpadel s vložkou, protože místo, kde rotující hřídel opouští skříň čerpadla, je běžným bodem selhání pro únik korozivní kapaliny. Mnoho fluorem vyložených axiálních průtokových čerpadel používá mechanické těsnění s fluoropolymerovými nebo keramickými plochami nebo konstrukce s magnetickým pohonem, které zcela vylučují hřídelovou ucpávku pomocí utěsněného ochranného pláště.

Běžné aplikace

Fluorem potažená axiální průtoková čerpadla se používají napříč průmyslovými odvětvími, která vyžadují jak vysokoobjemový pohyb kapaliny, tak silnou chemickou odolnost.

• Chemické zpracovatelské závody převádějící kyseliny, zásady nebo rozpouštědla mezi skladovacími nádržemi a reaktory
• Systémy čištění odpadních vod a odpadních vod manipulující s korozivním průmyslovým odpadem
• Galvanické a dokončovací operace kovů zahrnující kyselé lázně
• Systémy odsiřování spalin v energetických zařízeních
• Zpracování buničiny a papíru zahrnující bělicí chemikálie

Výběr správného čerpadla pro vaši aplikaci

Výběr vhodného fluorem vyloženého axiálního průtokového čerpadla vyžaduje vyhodnocení několika faktorů specifických pro kapalinu, se kterou se manipuluje, a provozní prostředí.

Chemická kompatibilita

Dokonce i mezi fluoropolymerovými obloženími se odolnost mírně liší v závislosti na koncentraci, teplotě a konkrétní použité chemické látce. Konzultace s tabulkou chemické kompatibility pro přesnou kombinaci materiálu obložení a kapaliny pomáhá zabránit předčasnému selhání obložení.

Požadavky na průtok a hlavu

Protože čerpadla s axiálním průtokem jsou optimalizována pro vysoký průtok při nízké dopravní výšce, je důležité potvrdit, že požadavky na tlak aplikace spadají do provozního rozsahu čerpadla. Aplikace vyžadující vyšší tlak spolu s chemickou odolností mohou být lépe obslouženy jinou konfigurací čerpadla, jako je vložkové odstředivé čerpadlo s jinou konstrukcí oběžného kola.

Teplotní limity

Fluoropolymerové obložení mají definované maximální provozní teploty, při jejichž překročení mohou mechanické vlastnosti degradovat. Aplikace zahrnující horké korozivní kapaliny by měly potvrdit teplotní třídu výstelkového materiálu v porovnání s očekávanými procesními podmínkami.

Úvahy o údržbě

Rutinní kontrola fluoropolymerové výstelky je důležitá pro identifikaci časných známek opotřebení, jako je ztenčení, změna barvy nebo malé praskliny, které by mohly nakonec umožnit korozivní kapalině proniknout k podkladovému kovu. Integrita těsnění by měla být také pravidelně kontrolována, protože selhání těsnění je jednou z častějších příčin neplánovaných prostojů v systémech čerpadel s vložkou. Tam, kde se používají konstrukce magnetického pohonu, sledování opotřebení spojky a zajištění adekvátního průtoku chlazení kolem pláště kontejnmentu pomáhá prodloužit životnost a udržovat spolehlivý výkon v průběhu času.