هنگام انتخاب پمپ، باید به این موارد توجه کنید!

Thread Content

صنایع نفت و شیمیایی جایگاه بسیار مهمی در اقتصاد ملی دارند و پمپ‌های مورد استفاده در فرآیندهای شیمیایی، به عنوان تجهیزات کلیدی، روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند. با توجه به ویژگی‌های پیچیده محیط‌های شیمیایی و افزایش مداوم الزامات حفاظت از محیط زیست، چگونه باید پمپ‌های شیمیایی را انتخاب کنیم؟ توجه ویژه به مواردی مانند این بسیار مهم است. امروز، درباره نکاتی که هنگام انتخاب پمپ‌های شیمیایی باید در نظر گرفت، صحبت می‌کنیم! امیدوارم دوستان دریایی کمبودها را جبران کنند. نکته مهم شماره یک: مشکل خوردگی. خوردگی همواره یکی از بزرگترین مشکلات تجهیزات صنعتی بوده است؛ کوچکترین بی‌احتیاطی می‌تواند منجر به آسیب به تجهیزات شود و در موارد شدیدتر، باعث وقوع حوادث یا حتی فجایع گردد. بر اساس آمارهای مربوطه، حدود ۶۰ درصد از خرابی‌های تجهیزات صنعتی شیمیایی ناشی از خوردگی است؛ بنابراین هنگام انتخاب پمپ‌های صنعتی شیمیایی، باید ابتدا به رعایت اصول علمی در انتخاب مواد توجه کرد. معمولاً تصوری اشتباه وجود دارد که فولاد ضدزنگ «ماده‌ای همه‌کاره» است و در هر شرایط محیطی و با هر محیطی، فولاد ضدزنگ راه‌حل مناسبی خواهد بود؛ این موضوع بسیار خطرناک است. در ادامه، به برخی از مواد شیمیایی رایج و نکات مربوط به انتخاب مواد مناسب برای آن‌ها اشاره خواهد شد: ۱. سولفوریک اسید؛ به عنوان یکی از مواد خورنده قوی، سولفوریک اسید یک ماده صنعتی مهم با کاربردهای بسیار گسترده است. خوردگی مواد تحت تأثیر سولفوریک اسید با غلظت‌ها و دماهای مختلف، تفاوت‌های قابل توجهی دارد. برای سولفوریک اسید غلیظ با غلظت بالاتر از ۸۰٪ و دمای کمتر از ۸۰ درجه سانتی‌گراد، فولاد کربنی و آهن آلیاژی مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند؛ اما این مواد برای سولفوریک اسیدی که با سرعت بالا جریان دارد مناسب نیستند و همچنین برای ساخت پمپ‌ها و شیرها کاربرد ندارند ； فولادهای ضدزنگ معمولی مانند ۳۰۴ (۰Cr18Ni9) و ۳۱۶ (۰Cr18Ni12Mo2Ti) نیز در محیط‌های اسید سولفوریک کاربرد محدودی دارند. بنابراین، پمپ‌ها و دریچه‌های مورد استفاده برای انتقال سولفوریک اسید، معمولاً از آهن ضدزنگ حاوی مقدار زیاد سیلیس (که فرآیند ریخته‌گری و فرآوری آن دشوار است) یا فولاد ضدزنگ با آلیاژهای قوی (آلیاژ شماره ۲۰) ساخته می‌شوند؛ اما به دلیل دشواری فرآوری و هزینه بالا، مورد توجه چندانی قرار نمی‌گیرند. آلیاژهای پلاستیک‌های فلوئورینه دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر اسید سولفوریک هستند؛ این مواد، محصولاتی با حق اختراع مربوط به انستیتوشن شیمی آلی شانگهای، آکادمی علوم چین، محسوب می‌شوند. طبق آزمایش‌های انجام شده توسط آکادمی علوم، تاکنون هیچ محیط شیمیایی دیگری وجود ندارد که بتواند با این مواد واکنش نشان دهد؛ بنابراین استفاده از پمپ‌های فلوئورینه (F46) گزینه‌ای اقتصادی‌تر محسوب می‌شود. اکسیدهای نمکی و اسیدی: اکثر فلزات، از جمله انواع فولادهای ضدزنگ، در برابر خوردگی ناشی از اکسیدهای نمکی و اسیدی مقاومت ندارند؛ همچنین، آهن حاوی مولیبدن و سیلیسیوم نیز تنها در دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد و در غلظت کمتر از ۳۰٪، قابل استفاده است. برخلاف فلزات، اکثر مواد غیرفلزی مقاومت خوبی در برابر اسیدها دارند؛ بنابراین پمپ‌های با لایه رزینی و پمپ‌های پلاستیکی (مانند پلاستیک‌های مهندسی و پلاستیک‌های فلووری) بهترین گزینه‌ها برای انتقال اسیدها هستند. اسید *ao: اکثر فلزات در اسید *ao به سرعت تخریب و فرسوده می‌شوند؛ فولاد ضدزنگ، پرکاربردترین ماده مقاوم در برابر اسید *ao است و در برابر تمام غلظت‌های اسید *ao در دمای اتاق، مقاومت خوبی دارد. شایان ذکر است که فولادهای ضدزنگ حاوی مولیبدن (مانند ۳۱۶ و ۳۱۶L)، نه تنها از نظر مقاومت در برابر اسید *ao بهتر از فولادهای ضدزنگ معمولی (مانند ۳۰۴ و ۳۲۱) نیستند، بلکه گاهی حتی عملکرد ضعیف‌تری دارند. اما برای اسیدهای با دمای بالا، معمولاً از آلیاژهای پلاستیک‌های فلوئورینه استفاده می‌شود. ۴. اسید استیک: این ماده یکی از قوی‌ترین اسیدهای آلی از نظر خورندگی است؛ فولاد معمولی در تمام غلظت‌ها و دماهای اسید استیک، به شدت خورده می‌شود. فولاد ضدزنگ، ماده‌ای مناسب برای مقاومت در برابر اسید استیک است؛ همچنین فولاد ضدزنگ ۳۱۶ که حاوی مولیبدن است، می‌تواند در دماهای بالا و در معرض بخارات رقیق اسید استیک نیز مورد استفاده قرار گیرد. در شرایط دشوار مانند اسید استیک با دما و غلظت بالا یا حضور سایر مواد خورنده، می‌توان از پمپ‌های فولاد ضدزنگ با آلیاژهای پیشرفته یا پمپ‌های پلاستیک فلوئورینه استفاده کرد. مانند پمپ مغناطیسی CQB، پمپ مغناطیسی فولاد ضدزنگ CQ. بازهای شماره ۵ (سدیم هیدروکسید) معمولاً خاصیت خورندگی چندان قوی‌ای ندارند، اما محلول‌های بازی عموماً منجر به تشکیل بلور می‌شوند؛ بنابراین می‌توان از پمپ‌های باز فلزی نوع FSB که دارای سیل مکانیکی از جنس گرافیت سیلیسیه‌شده شماره ۱۶۹ هستند، استفاده کرد. آمونیاک (آمونیا اکسیده شده با هیدروژن و اکسیژن): فرسایش اکثر فلزات و غیرفلزات در آمونیاک مایع و آب آمونیاک (آمونیا اکسیده شده با هیدروژن و اکسیژن) بسیار خفیف است؛ تنها مس و آلیاژهای مس مناسب استفاده نیستند. در این مواقع، استفاده از پمپ مغناطیسی از جنس پلاستیک مهندسی CQF و پمپ سانتریفیوژی از جنس آلیاژ فلورین FSB گزینه‌های مناسبی هستند. ۷ آب نمکی (آب دریا): فولاد معمولی در محلول‌های کلرید سدیم و آب دریا یا آب شور، دارای میزان خوردگی چندان بالایی نیست؛ بنابراین معمولاً نیاز به استفاده از رنگ برای محافظت وجود دارد ； انواع مختلف فولاد ضدزنگ نیز دارای نرخ خوردگی یکنواخت بسیار پایینی هستند، اما ممکن است به دلیل یون‌های کلر، خوردگی موضعی رخ دهد؛ بنابراین استفاده از فولاد ضدزنگ ۳۱۶ مناسب‌تر است. آلکول‌ها، همگون‌ها، استرها و اترها: رسانای‌های آلکولی رایج شامل متانول، اتانول، اتیلن گلیکول، پروپانول و غیره هستند؛ رسانای‌های همگون شامل پروپان و بوتان و غیره می‌باشند؛ رسانای‌های استری شامل انواع استرهای متیل و اتیل و غیره هستند؛ رسانای‌های اتری نیز شامل متیل اتر، اتیل اتر، بوتیل اتر و غیره می‌باشند. این مواد از نظر خورندگی چندان قوی نیستند، بنابراین می‌توان از فولاد ضدزنگ معمولی برای ساخت آن‌ها استفاده کرد؛ اما در انتخاب نهایی، باید با توجه به ویژگی‌های رسانا و الزامات مربوطه، انتخاب مناسبی صورت گیرد. همچنین لازم به ذکر است که همان‌ها، استرها و اترها در بسیاری از لاستیک‌ها قابلیت حلالیت دارند؛ بنابراین هنگام انتخاب مواد مهرکننده، باید از اشتباه جلوگیری کرد. پیشنهاد می‌شود از پمپ‌های مغناطیسی پلاستیکی فلوئوریدی با مهر و موم غیرآلی استفاده شود. رسانه‌های دیگر بسیاری نیز وجود دارند که نمی‌توان همگی آن‌ها را در اینجا معرفی کرد. به طور کلی، هنگام انتخاب مواد، نباید به طور تصادفی و بی‌دقت عمل کرد؛ بلکه باید از منابع مرتبط استفاده کرد یا از تجربیات کسانی که پیشتر این کار را انجام داده‌اند، الهام گرفت. ◆ ◆ ◆ نکته مهم دوم: مسئله ضدنشتی. عدم وجود نشت، هدف همیشگی تجهیزات شیمیایی است؛ همین الزام باعث گسترش روزافزون کاربرد پمپ‌های مغناطیسی شده است. با این حال، رسیدن به عدم نشت کامل هنوز مسیر طولانی در پیش دارد؛ مانند مشکلات مربوط به عمر مفاصل عایق‌بندی پمپ‌های مغناطیسی، مشکلات خوردگی سوراخ‌های مواد، و مسائل مربوط به قابلیت اطمینان سیستم‌های بسته‌سازی استاتیکی و غیره. در ادامه، اطلاعات کلی مربوط به مسائل مرتبط با مهر و بسته‌بندی به طور خلاصه ارائه می‌شود:
۱. انواع مهر و بسته‌بندی: در مورد مهرهای ساکن، معمولاً تنها دو نوع وجود دارد: واشرها و حلقه‌های مهرکننده؛ در میان حلقه‌های مهرکننده نیز، حلقه‌های نوع O بیشترین کاربرد را دارند. در مورد سیل‌های متحرک، پمپ‌های شیمیایی به ندرت از سیل‌های پرکننده استفاده می‌کنند و عمدتاً از سیل‌های مکانیکی بهره می‌برند. سیل‌های مکانیکی نیز به دو دسته سیل‌های تک‌سطحی و دو‌سطحی، و همچنین سیل‌های متعادل و غیرمتعادل تقسیم می‌شوند. سیل‌های متعادل برای سیل کردن محیط‌های با فشار بالا (معمولاً فشار بالاتر از ۱.۰ مگاپاسکال) مناسب هستند. سیل‌های مکانیکی دو‌سطحی عمدتاً برای محیط‌هایی با دمای بالا، قابلیت تبلور، چسبندگی، حاوی ذرات و مواد سمی فرار استفاده می‌شوند. در این سیل‌ها باید مایع جداکننده‌ای در حفره سیلر ریخته شود؛ فشار این مایع معمولاً ۰.۰۷ تا ۰.۱ مگاپاسکال بالاتر از فشار محیط مربوطه است. ۲. مواد مهرکننده: مواد مورد استفاده برای مهرکردن ساکن پمپ‌های مغناطیسی شیمیایی، معمولاً از لاستیک فلوروپلاستیک تهیه می‌شوند و تنها در موارد خاص از مواد پلی‌تترافلوئوروتترافلوئورو استفاده می‌گردد ； تنظیم مواد حلقه‌های ساکن و متحرک در سیل‌های مکانیکی بسیار مهم است؛ اینکه فقط استفاده از آلیاژهای سخت با یکدیگر بهترین راه باشد، درست نیست. هزینه بالا یکی از مشکلات است، اما عدم وجود تفاوت در سختی این دو نیز منطقی نیست. بنابراین، بهتر است بر اساس ویژگی‌های محیط کار، رویکرد متفاوتی در نظر گرفته شود. (توجه: نسخه هشتم استاندارد API 610 انجمن نفت آمریکا، مقرراتی نسبتاً جامع در ضمیمه D درباره پیکربندی‌های معمول سیل‌های مکانیکی و سیستم‌های لوله‌کشی ارائه کرده است.) ◆ ◆ ◆ نکته مهم سوم: مسئله چگالی. چگالی محصول، تأثیر زیادی بر عملکرد پمپ دارد؛ با افزایش چگالی، منحنی فشار پمپ کاهش می‌یابد، همچنین فشار و دبی در بهترین شرایط کاری نیز کاهش می‌یابد، در حالی که توان مصرفی افزایش می‌یابد و در نتیجه راندمان کاهش می‌یابد. پارامترهای مربوط به نمونه‌های عمومی، مربوط به عملکرد هنگام انتقال آب خالص هستند؛ لذا هنگام انتقال مواد چسبناک، باید این پارامترها تبدیل شوند (ضرایب تصحیح مربوط به چگالی‌های مختلف را می‌توان در جداول مربوطه یافت). برای انتقال موادی با چسبندگی بالا مانند خمیرها، پمادها و مایعات غلیظ، توصیه می‌شود از پمپ خمیر استفاده شود. ◆ ◆ ◆ اصول انتخاب پمپ: هنگام طراحی تجهیزات، موسسات طراحی باید کاربرد و پارامترهای عملکردی پمپ را مشخص کرده و نوع مناسب پمپ را انتخاب کنند. این انتخاب ابتدا باید با انتخاب نوع و شکل پمپ آغاز شود، پس چه اصولی برای انتخاب پمپ وجود دارد؟ مبنا چیست؟ ۱. انتخاب نوع و عملکرد پمپ به گونه‌ای که با الزامات پارامترهای فرآیندی مانند دبی، ارتفاع ستون فشار، فشار، دما، مقدار اضافه برای جلوگیری از حباب‌زایی و ارتفاع مکش دستگاه، سازگار باشد. ۲. باید الزامات مربوط به ویژگی‌های محیط منتقل‌شونده برآورده شود. برای پمپ‌هایی که محیط‌های قابل اشتعال، منفجره، سمی یا گران‌بها را منتقل می‌کنند، لازم است که سیستم مهار محور آن‌ها قابل اعتماد باشد یا از پمپ‌های بدون نشت استفاده شود؛ مانند پمپ‌های مغناطیسی (بدون سیستم مهار محور، و با استفاده از نیروی مغناطیسی برای راندن پمپ) ； برای پمپ‌هایی که برای انتقال مواد خورنده استفاده می‌شوند، الزام است که اجزای مربوط به جریان مایع از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شوند؛ مانند پمپ‌های فلزپلاستیکی مقاوم در برابر خوردگی ； برای پمپ‌هایی که محیط حامل ذرات جامد را منتقل می‌کنند، از قطعات مربوط به جریان خون، باید از مواد مقاوم در برابر سایش استفاده شود؛ همچنین در صورت لزوم، برای محافظت از محور، باید از مایعات تمیز برای شستشو استفاده گردد. ۳. از نظر مکانیکی، نیاز به قابلیت اطمینان بالا، سطح صدای پایین و لرزش کم وجود دارد. ۴. محاسبه صحیح هزینه‌های خرید پمپ. ۵. هنگام انتقال مواد بسیار خورنده (مانند «اسید سولفوریک غلیظ، اسید *ao غلیظ»)، هنگام انتقال مواد قابل اشتعال و منفجره، و در محیط‌هایی که نباید دچار آلودگی شوند: می‌توان از پمپ‌های مغناطیسی استفاده کرد؛ مانند پمپ‌های مغناطیسی سری CQB و سری IMD. در صورت نیاز به جذب خودکار، می‌توان از پمپ‌های جذب خودکار فلز پلاستیکی FZB استفاده کرد. ۶. پمپ‌های مرکزگرا IHF و FSB دارای ویژگی‌هایی مانند سرعت چرخش بالا، حجم کم، وزن کم، بازدهی بالا، دبی بالا، ساختار ساده، عدم نوسان در جریان مایع، عملکرد پایدار، استفاده آسان و تعمیرات ساده هستند. در صورتی که شرایط استفاده نیاز خاصی نداشته باشد، استفاده از پمپ‌های مرکزگرا گزینه بهتری خواهد بود. ۷. در پمپ‌هایی که برای انتقال محیط‌های شیمیایی حاوی ذرات جامد استفاده می‌شوند و نیاز به استفاده از مواد مقاوم در برابر سایش برای اجزای مربوط به جریان مایع وجود دارد، پمپ‌های ملاتی UHB بهترین گزینه هستند. مواد تشکیل‌دهنده این پمپ‌ها، پلاستیک‌های مهندسی نوین با مقاومت بالا به نام UHBWPE هستند؛ این مواد، نوعی پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (بیش از ۵ میلیون) و با ویژگی‌های بهبودیافته محسوب می‌شوند. در پلاستیک‌ها، دارای مقاومت عالی در برابر سایش است؛ بر اساس آزمایش‌ها، عملکرد آن در برابر سایش بسیار بهتر از فولاد ضدزنگ است. همچنین دارای مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر کرنش و مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی (معادل F4) است؛ علاوه بر این، ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند عدم وجود چسبندگی نیز دارد. ۸. هنگامی که سطح مایع در زیر محل نصب پمپ قرار دارد: باید از پمپ خودمکش از جنس پلاستیک فلوئوریدی FZB استفاده کرد؛ اگر نیاز به ویژگی‌های پمپ مغناطیسی نیز وجود داشته باشد، می‌توان از پمپ خودمکش مغناطیسی از جنس پلاستیک فلوئوریدی ZMD استفاده کرد.
۹. برای انتخاب بهترین مدل، باید از نمودار عملکرد پمپ استفاده کرد: هنگامی که مدل مناسبی در جدول پارامترهای عملکردی یافت نشود، می‌توان با مراجعه به نمودار عملکرد پمپ، مناسب‌ترین مدل را انتخاب کرد.