リチウム電池用注入ポンプの耐腐食性と耐摩耗性をどう向上させるか？

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注入ポンプの耐食性と耐摩耗性を向上させる方法について、以下に私の簡単なまとめを記します。この分野でご経験のある方は、ぜひ多くの意見を交わし、一緒にまとめ上げて、皆でレベルアップしていきましょう。 ポンプの流路の耐錆性、耐腐食性、耐摩耗性をどう向上させるかは、耐酸ポンプ・バルブメーカーが必ず考えなければならない問題です。ポンプ本体の運転において、その効率には多くの要因が影響を与えます。この記事では、問題点を提起するとともに、解決策も提案します。 フッ素ライニングポンプのポンプケーシングとインペラの表面に何らかの処理を施さない場合、長時間の運転によってインペラやポンプケーシングの表面の滑らかさが損なわれ、凹凸が生じることになります。通常の使用過程において、フッ素ライニングポンプは腐食性のある媒体や粒子を含むものの輸送に多く用いられるため、運転中にポンプ内部に汚れが堆積しやすく、ポンプの容積が減少すると同時に、内部での輸送時の摩擦係数も上昇します。また、モーターが動作している際の電気化学的腐食も、インペラーにある程度のキャビテーションを引き起こす。ポンプ内で媒体が輸送される際、一定の媒体の衝撃により、ポンプの内壁やインペラが粗くなります。さらに前述の摩擦の増加も相まって、媒体の輸送効率も低下します。 上記の問題に対して、耐腐食ポンプメーカーが一般的に採用する工法は、ポンプの流路に高分子複合コーティング材を使用することです。特にポンプの流れる面やインペラにこのコーティングを施すことで、ポンプの表面の滑らかさが向上します。このコーティングの表面の滑らかさは、ステンレス鋼自体の20倍にもなります。このようなポンプの表面により、摩擦によって生じる容積や媒体の輸送における損失が減少し、ポンプバルブの輸送効率が向上します。同時に、優れたコーティング材料は高分子ポリマーに属し、媒体と流れる部品との接触を効果的に減らすことで、ポンプ本体が電気化学的な腐食や錆びに侵されるのを防ぐことができる。 もちろん、長期間使用されたフッ素ライニングポンプに問題が生じた場合も、この複合材料を使って修理することができます。例えば、ポンプ本体の表面を修復したり、塗装を施して全体を保護したりするなどです。保護処理を施したポンプの表面により、インペラの使用寿命が延び、結果としてポンプ自体の使用寿命も長くなる。 ポンプ本体の過流部品に加えて、耐腐食ポンプにおけるシール用のキャップもあり、これは技術者が見落としがちな細部です。この部品は、腐食防止だけでなく、緩み防止もしっかり行う必要があります。シール部の圧縮キャップが緩むと、一般的に圧縮キャップ上のネジ穴にある程度の変形が生じます。この変形は、媒体の流動による摩耗が原因である可能性もあれば、硬い物体による摩耗が原因である可能性もあります。このような状況に遭遇した場合、一般的には硬い物体による摩耗が原因である可能性が高いですが、解決法は上記と同じで、表面に高重合体の材料を塗布することが一つの解決策です。もしこれが原因でなければ、ポンプの動作や軸の同心度など、他の点についても考慮してみましょう。その中で、ポンプの同心度の問題もまた、解決しにくい問題の一つであり、部品自体の加工時の固定方法や加工工程、パラメータなどを測定するためには、いくつかの補助装置が必要となる。 最後に、よく言われる問題であるポンプの運転速度について説明します。ポンプが最小流量未満で運転されると、ポンプの半径方向の負荷振動が増大し、流体の循環が激しくなって、ベアリングやメカニカルシールの寿命が短くなります。したがって、すべての過流部品の摩擦係数が低い状況下で、他の対策を講じなければ、フッ素ライニングポンプやその他の耐食ポンプも効果的に動作することはできません。