Sau bài toán ứng dụng bơm công nghiệp thì phần quan trọng để đảm bảo độ bền của máy bơm là việc lựa chọn vật liệu cho các phụ kiện máy bơm nước. Điều này là cần thiết để giúp tăng tuổi thọ cũng như nâng cao hiệu quả vận hành của thiết bị.
Tất nhiên, mỗi vật liệu bơm đều có mục đích sử dụng khác nhau. Nhưng dù với mục đích gì, các chuyên gia nên có biện pháp xử lý lưu chất, ngăn ngừa sự tác động của ăn mòn đến các phụ tùng bơm và phòng tránh các sự cố hư hỏng khi vận hành.
Bài viết này, TKS sẽ đưa ra các lưu ý để giúp bạn có thể lựa chọn vật liệu phù hợp cho linh kiện máy bơm với những mục sau:
- Ăn mòn.
- Đặc tính của chất lỏng ăn mòn.
- Các yếu tố nên quan tâm khi lựa chọn vật liệu cho linh kiện máy bơm.
- Những phụ kiện máy bơm nước quan trọng nên lưu ý.
Ăn mòn
Ăn mòn là hiện tượng phá hủy dần dần các vật liệu (thường là kim loại) thông qua lực vật lý hoặc phản ứng hóa học khiến kết cấu của các linh kiện máy bơm thay đổi và dễ thẩm thấu và rò rỉ chất lỏng ra bên ngoài.
Ăn mòn bởi lực vật lý: là sự tác động vật lý từ hạt rắn bên trong chất lỏng lên các thành phần vật liệu bơm. Các hạt rắn chất lỏng gây ăn mòn cho máy bơm thường gặp như: cặn vôi (gốm), bùn (xử lý nước thải) hoặc hạt rắn lơ lửng (ngành sơn).
Ăn mòn bởi phản ứng hóa học: là phản ứng hóa học gây ra bởi chất lỏng tác động lên các thành phần vật liệu của bơm. Ví dụ đơn giản nhất là phụ kiện máy bơm nước thường xuyên chịu tác động của chất lỏng làm cho các thành phần sắt hoặc thép của bơm bị gỉ sét.
Trong nhiều trường hợp cả hai quá trình vật lý và hóa học sẽ xảy ra nhanh hơn khi bề mặt kim loại bị mài mòn bởi các hạt rắn và tiếp xúc với chất lỏng bơm. Dần dần sự ăn mòn sẽ khuếch tán, lan ra trên diện rộng và mức độ ảnh hưởng của ăn mòn sẽ phụ thuộc vào:
- Lưu lượng.
- Nồng độ hóa học.
- Nhiệt độ của chất lỏng.
Xác định đặc tính chất lỏng ăn mòn với vật liệu bơm
Đầu tiên khi áp dụng giải pháp bơm cho bất kỳ ứng dụng nào nên xác định mức độ ăn mòn của sản phẩm được bơm. Các vấn đề cần lưu ý khi chọn vật liệu cho phụ kiện máy bơm:
- Chất lỏng là gì và hạt rắn bên trong chất lỏng là gì?
- Kích thước hạt rắn là bao nhiêu?
- Mật độ của hạt rắn trong chất lỏng.
- Nồng độ của chất ăn mòn là bao nhiêu?
- Nhiệt độ bơm cao nhất sẽ là bao nhiêu?
Ví dụ như một số loại mực in có hạt rắn mài mòn ít và mịn, trong khi một số loại sơn có hạt rắn cứng hơn, sắc nhọn và mài mòn cực kỳ cao.
Dưới đây là 2 mẹo để nhận biết chất ăn mòn vật lý và ăn mòn hóa học:
Cách nhận biết chất có chứa hạt rắn mài mòn vật lý là đặt một lượng nhỏ chất lỏng vào giữa hai lăng kính và cọ xát chúng với nhau. Nếu chất lỏng mài mòn cao tạo ra âm thanh mài, xước.
Cách nhận biết chất ăn mòn hóa học có phần đơn giản hơn bằng cách lấy các mẫu vật liệu đang được xem xét để chế tạo máy bơm nhúng vào mẫu chất lỏng cần bơm và sự sụt giảm khối lượng của các mẫu này được ghi lại theo thời gian.
Các yếu tố nên quan tâm khi lựa chọn vật liệu linh kiện máy bơm.
Lựa chọn vật liệu bơm để xử lý chất lỏng mài mòn là một vấn đề khó khăn, đặc biệt đối với các bộ phận vỏ máy bơm, van công nghiệp, màng bơm. Nếu lựa chọn phù hợp sẽ tối ưu hóa được chi phí bảo dưỡng máy bơm và giảm thiểu rủi ro thiết bị máy xuống cấp, ăn mòn, nhiễm bẩn dẫn đến rò rỉ… ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành bơm.
Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn vật liệu bơm là:
Hiểu rõ bản chất và thành phần của lưu chất
- Độ pH : Xác định được độ pH của lưu chất giúp biết được tính chất ăn mòn của chất lỏng đối với các vật liệu bơm là như thế nào.
- Tạp chất : Xác định tạp chất (vụn kim loại, thủy tinh, nhựa đặc, đá khoáng…) bên cạnh chất được bơm và mức độ ảnh hưởng của chúng đối với các thành phần máy bơm.
- Tính chất hóa học : Lưu chất được bơm sẽ mang tinh hóa học axit, bazo hay kiềm.
Khi hiểu rõ bản chất của chất lỏng được bơm và đưa ra lựa chọn vật liệu phù hợp sẽ đảm bảo được vòng đời hoạt động của các linh kiện, phụ tùng của thiết bị bơm.
Nhiệt độ và áp suất của chất lỏng
Khi xác định chính xác của nhiệt độ và áp suất của chất lỏng (thấp nhất và cao nhất), để lựa chọn các vật liệu bơm phù hợp với chất lỏng được bơm.
Lưu lượng
- Dòng chảy bơm liên tục hay gián đoạn?
- Vận tốc chảy của lưu chất là bao nhiêu?
Những yêu cầu về thiết bị bơm
- Phải luôn đảm bảo rằng khả năng sử dụng của thiết bị bơm
- Tuổi thọ của sử dụng là bao nhiêu?
- Thiết bị có thể dễ dàng bảo trì, sửa chữa hay không?
- Nhu cầu chất lượng cao hay tiết kiệm chi phí đầu tư?
Như đã đề cập ở trên, việc lựa chọn vật liệu phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc di chuyển chất lỏng công nghiệp. Vật liệu có nhiều độ cứng và mức độ chống ăn mòn khác nhau. Nên mỗi linh kiện máy bơm phải phù hợp với bản chất của chất lỏng được bơm.
Bảng: Vật liệu linh kiện bơm dành cho bơm hóa chất của GemmeCotti
| MATERIALS IN CONTACT WITH THE LIQUID | |||
|---|---|---|---|
| PART NUMBER – DESCRIPTION | CENTRIFUAL PUMPS | ||
| HTM PP/PVDF | HCM | HTM SS 316 | |
| 1 – PUMP HEAD | PP OR PVDF | PP OR PVDF | AISI 316 |
| 2 – O-RING | EPDM OR VITON | EPDM OR VITON | EPDM OR VITON |
| 3 – CASING THRUST BUSH | CERAMIC AI203 + EPDM OR VITON | CERAMIC AI203 + EPDM OR VITON | PTFEC |
| 4 – SHAFT | CERAMIC AI203 99.7% | CERAMIC AI203 99.7% | HASTELLOY – C 276 |
| 5 – BEARINGS | PTFEC | PTFEC | PTFEC |
| 6 – IMPELLER | PP OR PVDF | PP OR PVDF | AISI 316 |
| 7 – INTERNAL MAGNET | PP OR PVDF + NdFeB | PP OR PVDF + NdFeB | AISI 316 + SmCo |
| 8 – REAR CASING | PP OR PVDF | PP OR PVDF | AISI 316 |
>>> Nếu bạn chưa biết mua phụ kiện máy bơm ở đâu thì TKS sẽ là một lựa hoàn hảo để tìm kiếm các sản phẩm bơm chất lượng cho doanh nghiệp của bạn.
Những phụ kiện máy bơm nước quan trọng nên lưu ý
Ống trục lót
Khi lựa chọn ống trục lót cần cân nhắc một số yếu tố sau:
- Độ cứng của vật liệu.
- Khả năng chống ăn mòn.
- Đặc tính bôi trơn của chất lỏng.
- Phạm vi nhiệt độ và áp suất bơm.
Bảng sau dưới đây sẽ cung cấp các thông tin về vật liệu sử dụng phổ biến cho ống lót trục:
| VẬT LIỆU | ĐỘ CỨNG | ĐỘ CHỐNG MÀI MÒN | GHI CHÚ |
|---|---|---|---|
| Carbon | Mềm | Cực tốt | Khả năng chống mài mòn tốt, nhưng không thể sử dụng cho các ứng dụng bơm chứa hóa chất ăn mòn cao. |
| Đồng | Mềm | Kém | Khả năng chống ăn mòn và mài mòn kém, thường được sử dụng với tính chất ngắn hạn. |
| Sắt cứng | Trung bình | Kém | Khả năng chống mài mòn tốt, không hoạt động tốt trong môi trường hóa chất. |
| Vật liệu tổng hợp | Mềm | Cực tốt | Đa dạng ứng dụng, cho hiệu quả cao trong việc chống lại các chất lỏng mài mòn. |
| Tráng sứ | Cao | Tốt | Khả năng chống ăn mòn sẽ phụ thuộc vào lớp phủ cũng như vật liệu nền. Colmonoy hoặc Chrome Oxide trên nền thép không gỉ là phổ biến nhất. |
| Gốm sứ | Cao | Cực tốt | Chất lỏng được bơm phải được bôi trơn và ống lót phải bơm trên trục bơm. |
| Silicon Carbide | Cực cao | Cực tốt | Phải được bôi trơn trên trục cứng. |
| Tungsten Carbide | cực cao | Tốt | Chống mài mòn, ăn mòn tốt, nhưng hạn chế trong môi trường axit. Cần phải bơm trên bề mặt cứng, điển hình là cacbua vonfram hoặc phủ cacbua vonfram. |
>>> Tham khảo ngay: Các vật liệu tiếp xúc chất lỏng dành cho phụ kiện máy bơm công nghiệp.
Phớt bơm
Phớt bơm là các vòng đệm, giúp làm kín bộ phận trục quay máy bơm và guồng bơm khi bơm hoạt động. Phớt bơm có tác dụng ngăn chất lỏng thoát ra bên và chịu lực ma sát do trục gây ra. Vì vậy, phớt cơ khí luôn cần được lưu ý khi lựa chọn vật liệu sử dụng:
| PHỚT BƠM | MÀI MÒN VẬT LÝ | MÀI MÒN HÓA HỌC |
|---|---|---|
| Hộp nhồi | Hạt rắn mài mòn thường cọ xát vào vỏ hộp nhồi và ăn mòn bộ phận trục. Để khắc phục vấn đề này, vật liệu của hộp nhồi thường là vật liệu cứng, chịu lực mài mòn tốt. | Ưu tiên sử dụng các vật liệu kháng hóa chất tốt, dễ dàng bôi trơn và làm mát hộp nhồi. |
| Phớt bơm đơn | Thường được sử dụng các vật liệu cứng như cacbua và giúp làm mát phớt bơm, không tích tụ cặn bẩn, hạt rắn. | Thường được sử dụng vật liệu đàn hồi. PTFE, Viton gia tăng khả năng tương thích với hóa chất mài mòn. |
| Phớt bơm đôi | Phớt bơm đôi có ưu điểm vượt trội hơn phớt đơn vì hạn chế được hạn rắn tích tụ trong quá trình hoạt động. | Vượt trội hơn về hiệu quả làm kín, ngăn chất lỏng rò rỉ ra bên ngoài, và các vật liệu thường mang đặc tính kháng hóa chất cao, độ bền tốt. |
Trục quay và vỏ bơm
Đối với các vật liệu được sử dụng cho trục quay và vỏ bơm thường được lựa chọn các vật liệu có độ cứng cao như: gang, đồng, thép không gỉ… Mỗi vật liệu đều có đặc tính khác nhau, vì vậy việc đưa ra quyết định lựa chọn đúng, phù hợp với ứng dụng và môi trường bơm luôn cần được cân nhắc thận trọng. Cụ thể với từng loại vật liệu:
Gang
Gang được xem là lựa chọn phổ biến nhất dành cho vỏ bơm, bởi vì chi phí đầu tư ban đầu thấp, hiệu quả cao với các ứng dụng ở điều kiện nhiệt độ cao, chống va đập mạnh và dễ dàng hơn cho việc bảo trì, sửa chữa bơm khi bị hỏng.
Các ưu điểm của vật liệu gang:
- Chống mài mòn tốt
- Khả năng giảm tiếng ồn tốt.
- Chịu nhiệt độ cao lên đến 343 độ C.
Đồng
Bên cạnh gang, đồng là vật liệu tiêu chuẩn trong sản xuất máy bơm, phổ biến nhất là cánh bơm vì cho khả năng chống ăn mòn, xói mòn và xâm thực cao hơn cả gang.
Các ưu điểm của vật liệu đồng bao gồm:
- Tỷ lệ mài mòn thấp.
- Khả năng chạy “khô” tốt.
- Xử lý tốt chất lỏng cặn bẩn.
- Chịu lực nén tốt.
Thép không gỉ
Thép không gỉ là vật liệu được ưa chuộng để sản xuất linh kiện máy bơm nước hiện nay và thường được ứng dụng trong các môi trường khắc nghiệt.
Các ưu điểm của thép không gỉ mang lại:
- Khả năng chống mài mòn tuyệt vời với PREn > 40.
- Chống chịu tốt nhiều loại axit hữu cơ, vô cơ và kiềm mạnh.
- Độ bền sử dụng cao, tối ưu hóa chi phí bảo dưỡng dài hạn.
Tổng kết
Bài viết trên đây giúp các bạn nhận biết đặc tính của hóa chất ăn mòn và một số lưu ý khi lựa chọn mua linh phụ kiện máy bơm phù hợp để xử lý trơn tru các vấn đề ăn mòn, đồng thời tối ưu hóa chi phí đầu tư thiết bị bơm và giảm thiểu các rủi ro rỉ chất lỏng do sự ăn mòn. Hy vọng bài viết hữu ích đối với bạn, nếu có bất kỳ vấn đề thắc mắc cần giải đáp, xin vui lòng liên hệ tới Thái Khương Service qua Hotline 093.8826.086 để chuyên viên chúng tôi hỗ trợ bạn tốt nhất!
