Máy bơm bùn kỹ thuật thành phố để vận chuyển bùn thải

II. Chất đàn hồi

Các chất đàn hồi thường được sử dụng trong máy bơm bùn có thể được phân thành ba loại: cao su tự nhiên, polyurethane và chất đàn hồi tổng hợp.
Cao su tự nhiên
Khi cao su tự nhiên được sử dụng làm vật liệu lót, nó có khả năng chống xói mòn tuyệt vời đối với các hạt rắn có đường kính 12 mm (1/2 inch). Tuy nhiên, khi áp dụng cho cánh quạt, khả năng chống lại các hạt có đường kính vượt quá 6 mm (1/4 inch) giảm đáng kể. Ngoài ra, cao su tự nhiên có khả năng thích ứng hạn chế với môi trường chứa chất rắn sắc nhọn. Tuy nhiên, công thức chống cắt mới-đã cải thiện được khiếm khuyết này ở một mức độ nào đó. Do kết cấu tương đối mềm nên cao su tự nhiên dễ bị cắt hoặc rách bởi các chất rắn hoặc mảnh vụn có kích thước lớn. Khi được sử dụng trong các mạch nghiền (chẳng hạn như máy nghiền bi, trống máy nghiền bán tự động và màn rung thu nước của máy nghiền), việc điều chỉnh kích thước lỗ sàng và tình trạng của vật liệu sàng là yếu tố chính để đảm bảo hoạt động ổn định của nó.
Cao su tự nhiên có chế độ lỗi phục hồi chậm độc đáo, trong đó sự tích tụ nhiệt bên trong có thể gây ra phản ứng phân hủy nhiệt và khử lưu huỳnh, dẫn đến tính chất cơ học giảm mạnh. Để tránh rủi ro này, tốc độ chu vi của bánh công tác thường được kiểm soát dưới 27,5 m/s (5400 ft/phút) để ngăn chặn sự suy giảm nhiệt ở khu vực ống hút gần mép ngoài của bánh công tác.
Cao su tự nhiên có khả năng chịu dầu, dung môi và axit mạnh kém. Sau khi tiếp xúc, nó có xu hướng giãn nở thể tích đáng kể, giảm khả năng chống mài mòn và giảm độ bền cơ học đáng kể. Hơn nữa, nó không thích hợp cho các ứng dụng có nhiệt độ chất lỏng vượt quá 75 độ. Đối với các chất hóa học hoặc môi trường có nhiệt độ-cao, cần phải sử dụng chất đàn hồi tổng hợp và nên chọn loại cụ thể dựa trên sự kết hợp giữa môi trường hóa học cụ thể và nhiệt độ vận hành.
2. Polyurethane
Polyurethane, là một loại chất đàn hồi tổng hợp, được hình thành bằng cách trộn hai hóa chất lỏng và sau đó đóng rắn sau khi đổ. Vật liệu này thể hiện khả năng chống lại các hạt rắn mịn tuyệt vời và hoạt động tốt hơn cao su tự nhiên trong một số trường hợp ứng dụng.
Mặc dù không phải là vật liệu điển hình có khả năng chống ăn mòn hóa học, polyurethane vẫn thể hiện khả năng chống giãn nở hóa học tốt hơn đáng kể so với cao su tự nhiên. Trong các trường hợp như mạch tuyển nổi chứa nhiều loại hóa chất khác nhau, tuổi thọ của nó có thể dài hơn nhiều so với cao su tự nhiên. Hơn nữa, polyurethane có thể được sử dụng làm lớp lót bơm cho các cánh quạt có tốc độ quay trên 27,5 m/s (5400 ft/phút) (trong điều kiện này, cao su tự nhiên không còn được áp dụng nữa) và nó cũng phù hợp trong các tình huống không thường xuyên khi các mảnh vụn có thể làm hỏng cánh quạt cao su.
Do độ cứng Shore của polyurethane thường cao hơn so với cao su tự nhiên thông thường nên hiệu suất của nó có thể bị hạn chế khi xử lý các hạt thô và sắc. Các hạt như vậy dễ bị bong tróc trên bề mặt của nó. Ngoài ra, cấu trúc hóa học của polyurethane khiến nó dễ bị "thủy phân" (một dạng hư hỏng cụ thể của chất đàn hồi), đặc biệt khi tiếp xúc với axit mạnh hoặc bazơ mạnh; tuy nhiên, thông qua cải tiến công thức cụ thể, khả năng chống thủy phân của nó có thể được tăng cường đáng kể. Giới hạn trên của nhiệt độ áp dụng của polyurethane là 70 độ và nó sẽ bị phân hủy bởi hydrocarbon.
3. Chất đàn hồi tổng hợp
Trong quá trình tổng hợp các hợp chất đàn hồi, thành phần polyme của cao su tự nhiên được thay thế bằng các polyme có công thức đặc biệt. Những polyme có công thức đặc biệt này có thể chịu được môi trường hóa học hoặc nhiệt độ hoạt động cụ thể. Quá trình sửa đổi này thường yêu cầu sử dụng các chất gia cố, chất đóng rắn mới và các chất phụ gia chuyên dụng khác tương thích với cao su tổng hợp đã chọn.
Mặc dù chất đàn hồi tổng hợp vượt trội hơn cao su tự nhiên về khả năng kháng hóa chất và chịu nhiệt, nhưng vẫn có một sự đánh đổi cơ bản-: khả năng chống mài mòn của chúng thường thấp hơn so với cao su tự nhiên có công thức tối ưu hóa. Những khác biệt đặc trưng này xuất phát từ việc cân nhắc mức độ ưu tiên trong thiết kế vật liệu chất đàn hồi tổng hợp - nâng cao khả năng thích ứng với môi trường của chúng thông qua việc điều chỉnh cấu trúc phân tử nhưng lại ảnh hưởng đến đặc tính ma sát của chúng. Điều này cung cấp cơ sở quan trọng cho việc lựa chọn vật liệu trong các điều kiện làm việc cụ thể, cụ thể là cần đạt được sự cân bằng mục tiêu giữa khả năng chịu đựng môi trường và khả năng chống mài mòn.

III. Hợp kim đúc chống mài mòn/chống xói mòn-

Hợp kim đúc chống mài mòn-thích hợp cho lớp lót bên trong và cánh quạt của máy bơm bùn và có thể hoạt động trong các tình huống không đủ vật liệu cao su, bao gồm cả những vật liệu có hạt lớn hoặc sắc nhọn, đầu cao (tốc độ quay của bánh công tác cao), nhiệt độ vận hành cao và giàu hydrocacbon.
Trong ứng dụng bùn bơm ly tâm, sắt trắng crom-cao là dòng hợp kim được sử dụng phổ biến nhất. Loại hợp kim này dựa trên sắt, với cacbua kim loại chiếm từ 15% đến 55% thể tích, phân bố đồng đều bên trong nó. Các cacbua này có thể có độ cứng trên 1200HV, giúp hợp kim có khả năng chống xói mòn tuyệt vời. Tuy nhiên, sự hiện diện của cacbua cứng dẫn đến giảm độ dẻo dai của vật liệu và tính chất cơ học toàn diện - sắt trắng crom cao-dễ bị gãy giòn khi chịu tác động. Hiện tại, thông qua nghiên cứu chuyên sâu về loại vật liệu này và liên tục tối ưu hóa thiết kế máy bơm bùn, sự cố do gãy giòn có thể được giảm bớt một cách hiệu quả.
Gang trắng có hàm lượng crom cao-có thể đáp ứng yêu cầu của hầu hết các điều kiện làm việc và có khả năng chịu đựng tốt các loại hóa chất. Tuy nhiên, do khả năng kháng axit không đủ nên hầu hết các sản phẩm chỉ phù hợp với môi trường có độ pH lớn hơn 4. Đối với điều kiện axit có tính ăn mòn cao có độ pH từ 1 trở xuống, mặc dù có sẵn các tùy chọn gang trắng đúc crom cao-chuyên dụng nhưng khả năng chống mài mòn của chúng thấp hơn một chút so với các mẫu truyền thống.
Đối với các tình huống có điều kiện ăn mòn thuần túy hoặc những tình huống cần khả năng chống va đập đặc biệt, có thể chọn loạt thép đúc và hợp kim niken. Trong bùn cực nhẹ, nơi môi trường có tính ăn mòn cực cao, có thể sử dụng thép không gỉ song công hoặc thép không gỉ austenit; đối với bùn có độ ăn mòn mạnh nhất, cần phải chọn hợp kim gốc niken. Cần nhấn mạnh rằng các loại thép và hợp kim niken này không được thiết kế để chống mài mòn. Việc cải thiện khả năng chống ăn mòn của chúng thường làm giảm khả năng chống mài mòn, vì vậy chúng thường không được khuyến khích cho các tình huống liên quan đến chất rắn ăn mòn.

IV. Gốm sứ

Loại gốm sứ thường được sử dụng trong máy bơm bùn có thể được phân thành ba loại: gốm sứ-polyme, gốm sứ chức năng. Vật liệu gốm có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tuyệt vời, nhưng chúng có chu kỳ sản xuất dài và độ khó xử lý cao, dẫn đến chi phí sản xuất tương đối cao.
Gốm sứ làm từ polyme
Gốm composite Epoxy: Dựa trên nhựa epoxy, chúng có độ bám dính tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn và độ ổn định kích thước. Các hạt nhôm oxit và cacbua silic, cùng với các sợi-cắt ngắn, được sử dụng làm pha gia cố gốm. Sau khi đóng rắn, chúng tạo thành vật liệu composite có độ bền và độ cứng cao, có khả năng chống ăn mòn hóa học tốt hơn vật liệu gốc polyurethane-và có khả năng chống va đập vừa phải. Chúng thường được sử dụng cho lớp lót bên trong của máy bơm bùn hoặc các bộ phận chống mài mòn cục bộ (chẳng hạn như lớp lót bên trong của vỏ máy bơm và các cạnh của cánh quạt), đặc biệt là trong môi trường bùn có nồng độ trung bình của môi trường hóa học axit hoặc kiềm.
Gốm composite vinyl: Nhựa vinyl kết hợp độ dẻo dai và khả năng kháng hóa chất của nhựa epoxy, cũng như đặc tính đóng rắn của polyester không bão hòa. Với alumina, cacbua silic, v.v. làm các pha gia cố, kết hợp với sợi/râu gốm, khả năng chống va đập và chống rách của vật liệu được tăng cường đáng kể. Thích hợp cho các tình huống xử lý bùn xỉ có kích thước hạt trung bình và môi trường hóa học phức tạp.
Gốm tổng hợp dựa trên polyurethane{0}}: Sử dụng polyurethane (PU) làm nền, các hạt gốm cứng thông thường như nhôm oxit (Al₂O₃), cacbua silic (SiC) và zirconia (ZrO₂) được sử dụng làm pha gia cố gốm. Thông qua việc tăng cường độ phân tán của các hạt gốm, khả năng chống mài mòn và chống va đập của polyurethane được tăng cường đáng kể, trong khi tính linh hoạt của polyurethane vẫn được giữ lại, cho phép nó chống xói mòn và mài mòn do các hạt rắn cỡ mịn đến{2}}trung bình gây ra. Nó phù hợp cho các tình huống liên quan đến môi trường hóa học hoặc bùn có độ mài mòn trung bình, chẳng hạn như mạch tuyển nổi và vận chuyển chất thải. Đặc biệt khi thay thế cao su thiên nhiên truyền thống có thể cân bằng cả khả năng kháng hóa chất và chống mài mòn.
2. Gốm sứ chức năng
Gốm Alumina (gốm Al₂O₃): Gốm Alumina là loại gốm chức năng sớm nhất được ứng dụng trong máy bơm bùn. Độ cứng và khả năng chống mài mòn càng cao cũng như độ ổn định hiệu suất hóa học (trừ dung dịch kiềm mạnh và axit hydrofluoric) thì chi phí càng thấp. Nó thường được sử dụng cho lớp lót bên trong, ống bảo vệ và lớp chống mài mòn cục bộ-của bánh công tác của máy bơm bùn, đặc biệt thích hợp để xử lý bùn có cường độ mài mòn trung bình, nhưng nó có độ giòn cao hơn và khả năng chống va đập kém hơn.
Gốm cacbua silic (gốm SiC): Gốm cacbua silic (đặc biệt là SiC thiêu kết-phản ứng và SiC thiêu kết-không áp suất) có khả năng chống mài mòn cực cao, chống ăn mòn tuyệt vời (không chịu được axit hydrofluoric và axit oxy hóa mạnh), tính dẫn nhiệt tốt, chịu nhiệt độ cao và khả năng chống sốc nhiệt vượt trội so với gốm alumina. Chúng thích hợp cho các điều kiện bùn-bảo trì cao, ăn mòn{4}}mạnh hoặc nhiệt độ-cao, chẳng hạn như bùn có nồng độ-cao chứa các hạt sắc nhọn (chẳng hạn như cát thạch anh, xỉ kim loại) hoặc bùn hóa học chứa axit/kiềm-. Chúng thường được sử dụng làm các bộ phận chống mài mòn lõi-chẳng hạn như cánh quạt, tấm bảo vệ phía trước và vòng chống mòn của máy bơm bùn.
Gốm cường lực Zirconia (gốm ZrO₂): Những loại gốm này được tôi cứng bằng các chất ổn định như yttri oxit (Y₂O₃) và có độ bền gãy cực cao (gấp 3-5 lần so với gốm alumina) và khả năng chống mài mòn. Chúng có độ cứng cao (độ cứng Mohs từ 8,5 đến 9 cấp) và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời (ngoại trừ axit hydrofluoric): Chúng thích hợp cho các ứng dụng trong đó các hạt trong bùn có mức độ va đập nhất định (chẳng hạn như xỉ hạt thô, cát và sỏi) và có thể được sử dụng cho các thành phần như cánh quạt và lớp lót chống mài mòn-, bù đắp cho độ giòn của gốm sứ truyền thống và hoạt động ổn định hơn ở cường độ mài mòn trung bình và điều kiện chống va đập.

Mã số

Tên vật liệu
Kiểu

Mô tả chức năng
A04

ULTRACHROME® 24% Crom ăn mòn{1}}Sắt xám chống ăn mòn
Gang trắng
Hợp kim A04 là loại sắt trắng được thiết kế đặc biệt cho hoạt động khoan và khai thác. Khả năng chống ăn mòn của A04 không tốt bằng A05 và thường không có khả năng chống ăn mòn. A04 được sử dụng để niêm phong các bộ chuyển đổi, hộp nhồi và thiết bị xả.
A05

ULTRACHROME® Chống ăn mòn crom 27%-Sắt xám chống ăn mòn
Gang trắng
Hợp kim A05 là một loại gang trắng-chống mài mòn, hoạt động cực kỳ tốt trong nhiều điều kiện ăn mòn khác nhau, bao gồm cả môi trường ăn mòn nhẹ. Khả năng chống mài mòn cao của A05 là do sự hiện diện của cacbua cứng trong cấu trúc vi mô của nó.
A25

Thép Ni-Cr{1}}Mo
Thép đúc

Hợp kim A25 là loại thép hợp kim có khả năng chống mài mòn vừa phải và tính chất cơ học cao. Hợp kim này được sử dụng cho các vật đúc lớn trong đó độ dẻo dai là vô cùng quan trọng, chẳng hạn như vỏ bơm dùng cho sỏi.
A49

ULTRACHROME® 28% Crôm Carbon thấp Cao-Crom thấp-Sắt cacbon trắng
Gang trắng
Hợp kim A49 là loại gang trắng-có khả năng chống ăn mòn, phù hợp với điều kiện ăn mòn có độ pH thấp. Tuy nhiên, nó cũng có vấn đề xói mòn. Hợp kim này đặc biệt thích hợp cho quá trình khử lưu huỳnh khí thải (FGD) và các ứng dụng bùn có tính ăn mòn vừa phải khác.
A53

ULTRACHROME® Thép không gỉ Austenitic Cao-Sắt trắng crom
Gang trắng
Hợp kim A53 là hợp kim có khả năng chống ăn mòn-cao với khả năng chống ăn mòn vừa phải. A53 có thể được sử dụng trong các ứng dụng có độ pH thấp, chẳng hạn như điều kiện phốt phát hoặc các ứng dụng loại bỏ sulfur dioxide nhất định, nơi cũng tồn tại vấn đề xói mòn.
A61

Sắt trắng crom cao HYPERCHROME® 30% Cr
Gang trắng
Hợp kim A61 là một loại gang trắng siêu âm. Do có một lượng lớn cacbua crom cứng và{2}}chống mài mòn trong nền hợp kim nên nó có khả năng chống ăn mòn cực cao.
A68

Sắt trắng crom cao HYPERCHROME® 30% Cr
Gang trắng
Hợp kim A68 là một loại sắt trắng siêu âm. Nó phù hợp với điều kiện mài mòn cao và có khả năng chống ăn mòn nhẹ. Nó nên được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu khả năng chống ăn mòn tương tự như hợp kim Ultrachrome A05 và mức độ chống mài mòn tốt hơn hợp kim Hyperchrome® A61.
A241

ULTRACHROME® Sắt trắng crom cao 32% Crom
Gang trắng
Hợp kim A241 là loại gang trắng có khả năng chống mài mòn và chống va đập{2}}. Nó đã được tối ưu hóa cho các ứng dụng mà tác động gây thất thoát vật liệu. So với A61, A241 có khả năng chống va đập tuyệt vời và so với A05, nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.
C21

Thép mạ crôm 13%
Thép không gỉ Mactenxit
Hợp kim C21 là thép không gỉ 420C được làm cứng hoàn toàn.
C23

Thép không gỉ CF-8M
Thép không gỉ Austenit

Hợp kim C23 là thép không gỉ CF-8M. C23 có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, nhưng khả năng chống ăn mòn kém. Nó tương đương với vật đúc của 316SS.
C26

Thép không gỉ CD-4MCuN
Thép không gỉ kép
Hợp kim C26 là thép không gỉ song song CD-4M CuN. Nó có khả năng chống ăn mòn cao hơn C23, nhưng thường có khả năng chống ăn mòn kém hơn. Đây là giá trị đúc tương đương với 2205SS.
D21

Gang than chì hình cầu (sắt SG)
Gang
Hợp kim D21 là loại sắt dẻo có màu hơi xám, được dùng làm vật liệu tiêu chuẩn cho vỏ và khung máy bơm.
D25

Sắt dẻo cường độ cao- (sắt SG)
Gang
Hợp kim D25 là loại sắt dẻo độc quyền, được sử dụng cho các bình-áp suất cao đòi hỏi độ bền cơ học cao nhất.
N02

Hợp kim 63% Ni 30% Cu
Hợp kim niken-chống ăn mòn
Hợp kim N02 là hợp kim đồng niken{1}}thích hợp với môi trường ăn mòn nhưng có khả năng chống mài mòn kém. N02 còn được gọi là hợp kim Monel.
N22

Hợp kim 58N 22Cr 12Mo
Hợp kim niken-chống ăn mòn
N22 là một hợp kim có khả năng chống ăn mòn-cực cao, được sử dụng trong các ứng dụng cực kỳ khắc nghiệt mà ngay cả siêu hợp kim austenit và austenit cũng không thể chịu được. N22 còn được gọi là Hastelloy® C-22®.
J32

Lớp phủ cacbua vonfram 70% 420SS
Thép không gỉ phủ gốm-
J32 là lớp phủ hỗn hợp gốm-kim loại, bao gồm 70% cacbua vonfram và chất nền thép không gỉ 420. Nó được sử dụng cho ống bọc trục trong điều kiện ăn mòn.
J37

Lớp phủ cacbua vonfram 70% CD4-MCUN
Thép không gỉ song công phủ gốm-
J37 là lớp phủ composite kim loại{1}}gốm, bao gồm 70% cacbua vonfram và nền thép không gỉ song công. Nó được sử dụng cho ống bọc trục trong điều kiện ăn mòn và mài mòn.
J39

Lớp phủ cacbua vonfram 80% 420SS
Thép không gỉ phủ gốm-
J39 là lớp phủ hỗn hợp gốm-kim loại, bao gồm 80%-cacbua vonfram hạt mịn và nền thép không gỉ 420. Nó được sử dụng cho ống bọc trục trong điều kiện mài mòn cực cao và có khả năng chống mài mòn cao hơn so với J32.
R35

Cao su cao cấp Linatex®
Cao su tự nhiên
R35 Linatex premium là loại cao su tự nhiên mềm và có độ đàn hồi cao đã được tối ưu hóa cho các ứng dụng mài mòn bùn hạt mịn.
R55

Lớp lót xả của máy nghiền được làm bằng cao su tự nhiên.
Cao su tự nhiên
Cao su tự nhiên R55 là hợp chất được thiết kế đặc biệt để giải quyết sự phân bố bùn rộng phổ biến trong các ứng dụng xả của máy mài.
R508

Lớp lót xả của máy nghiền được làm bằng cao su tự nhiên.
Cao su tự nhiên
Cao su tự nhiên R508 là hợp chất được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất, có khả năng chống rách và độ bền kéo cực cao.
S01

cao su EPDM
Chất đàn hồi tổng hợp
S01 là chất đàn hồi tổng hợp có khả năng kháng axit và kháng ozone tuyệt vời. Nó chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng bịt kín do đặc tính biến dạng vĩnh viễn nén thấp.
S12

Cao su nitrile
Chất đàn hồi tổng hợp
S12 là một loại cao su tổng hợp thường được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến chất béo, dầu và sáp. S12 có khả năng chống ăn mòn vừa phải.
S21

Cao su butyl (IIR)
Chất đàn hồi tổng hợp
Cao su tổng hợp S21 thể hiện tính ổn định hóa học tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa tốt, nhưng khả năng chống ăn mòn kém. S21 được sử dụng trong môi trường axit.
S31

Polyetylen clorosunfonat
Chất đàn hồi tổng hợp
S31 là chất đàn hồi chống oxy hóa và{1}}chịu nhiệt. Nó có tính ổn định hóa học tuyệt vời đối với axit và hydrocarbon.
S42

Polybutadien
Chất đàn hồi tổng hợp
S42 là chất đàn hồi tổng hợp có độ bền-cao với hiệu suất động chỉ thấp hơn một chút so với cao su tự nhiên. S42 có khả năng chịu nhiệt độ và chịu dầu tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong trường hợp cao su tự nhiên gốc hydrocarbon-bị phân hủy.
S51

Polyme Fluorosilicon
Chất đàn hồi tổng hợp
Chất đàn hồi tổng hợp S51 có khả năng chống dầu và hóa chất tuyệt vời ở nhiệt độ cao nhưng có khả năng chống ăn mòn kém.
U38

Polyurethane chống mài mòn
Chất đàn hồi polyurethane
U38 là vật liệu chống xói mòn-hoạt động tốt trong các ứng dụng đàn hồi và phù hợp với các vấn đề về "tạp chất". Điều này là do độ bền kéo và độ rách cao của U38. Tuy nhiên, khả năng chống xói mòn của nó không tốt bằng cao su tự nhiên (cao su R55ª).
Y08

Silicon nitrit kết hợp với cacbua silic
Gốm sứ

Y08 là loại gốm-chống mài mòn hoạt động tốt trong các ứng dụng mài mòn hạt mịn nhưng có khả năng chống chịu tác động rắn và xói mòn lớn hơn -1mm kém.