高分子ナノテクノロジーによるポンプのキャビテーション侵食のオンライン修復

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この投稿は最終的にljtjbxによって2015年12月29日08:15に編集されました。水ポンプのキャビテーションによる影響（1）：騒音と振動。水ポンプがキャビテーションを起こす過程で、水ポンプの吸込口（低圧領域）から吐出口（高圧領域）にかけて、大量の気泡が絶えず生成・成長・凝縮・破裂を繰り返します。これによって生じる繰り返しの高速な衝撃や大きな脈動力が、深刻な騒音や激しい振動を引き起こします。（2）ポンプの材料が破壊される　大量の気泡が絶えず発生し、破裂することで高速度の衝撃が生じ、極めて大きな脈動的な衝撃力が形成される。この力が繰り返しポンプの流路表面に作用し、「滴水穿石」というように、金属材料はこの厳しい試練に耐えられず、破壊や機能不全を起こすことが多い。（3）水力性能が大幅に低下する　ポンプでキャビテーションが発生すると、多数の気泡が流路の流れる断面を塞ぐため流量が減少する（流路が狭いほど深刻になる）。同時に水流の速度や方向も変わり、インペラの羽根から流体が得るエネルギーが低下し、**ポンプの揚程が減少する。水ポンプのキャビテーションによる侵食修復技術として、高分子ナノポリマーを用いた修復技術は、現在、比較的成熟しており、コストパフォーマンスに優れた水ポンプのキャビテーションによる侵食摩耗修復方法です。時間が短く、費用が安く、効果が高いことが、この技術の主な特徴です。この材料は、ナノ無機材料とカーボンナノチューブで強化された高性能なエポキシ二成分複合材料であり、その最大の利点は、特殊なナノ無機材料を用いてエポキシ環状分子の酸素と結合させることで分子間の結合力を高め、それによって材料全体の性能を大幅に向上させる点です。各種金属、コンクリート、ガラス、プラスチック、ゴムなどの材料に良好に接着し、高温耐性、化学腐食耐性、洗浄耐性、キャビテーション耐性にも優れています。 また、高分子ナノポリマー材料をインペラの表面に塗布することで、その表面に水力学的に滑らかな表面が形成される。この超滑らかな表面コーティングの表面粗さは、研磨処理を施したステンレス鋼の20倍にも達し、この極めて滑らかな表面によってポンプ内の流体の層分離が減少し、結果としてポンプ内の乱流が低減される。これによりポンプ内の容積損失や水力損失が削減され、電力消費も低下し、水流の抵抗損失を軽減することができる。その結果、水ポンプの水力効率が3％から10％向上し、ポンプの性能が高まるのである。ポンプの侵食修復事例　パルプ調整ポンプの型式：中開き両吸式調整ポンプ、回転速度：1450回転/分；材質：ダクタイル鋳鉄；媒体：パルプ；ポンプ本体の侵食が激しく、シールリング部は20mm摩耗し、部分的に穿孔している。 技術的意義：高分子ナノポリマー材料は、取り扱いが簡単で、施工環境に対する要求も低く、幅広く応用展開することができる。保護処理を完了すると、インペラーの表面に水力学的に滑らかな面が形成され、キャビテーションに耐えるだけでなく、省エネや防食の効果もあります。この材料は、水ポンプの使用、修理、メンテナンス、省エネルギー化、および経済的効率の向上において、非常に重要な役割を果たします。