Pompa per liquami di ingegneria municipale per il trasporto di fanghi di depurazione

II. Elastomero

Gli elastomeri comunemente utilizzati nelle pompe per liquami possono essere classificati in tre categorie: gomma naturale, poliuretano ed elastomeri sintetici.
Gomma naturale
Quando la gomma naturale viene utilizzata come materiale di rivestimento, mostra un'eccellente resistenza all'erosione per particelle solide con un diametro di 12 mm (1/2 pollice). Tuttavia, quando applicato alle giranti, la sua resistenza alle particelle con diametro superiore a 6 mm (1/4 di pollice) diminuisce significativamente. Inoltre, la gomma naturale ha un'adattabilità limitata ai mezzi contenenti solidi taglienti. Tuttavia la nuova formulazione anti-tagliente ha in qualche misura migliorato questo difetto. A causa della sua struttura relativamente morbida, la gomma naturale tende a essere tagliata o lacerata da solidi o detriti di grandi-dimensioni. Quando utilizzato nei circuiti di macinazione (come mulini a sfere, tamburi di macinazione semi-autogeni e vagli vibranti per fosse di raccolta dell'acqua di macchine macinatrici), la regolazione della dimensione del foro del vaglio e delle condizioni del mezzo del vaglio è un fattore chiave per garantirne il funzionamento stabile.
La gomma naturale presenta un'esclusiva modalità di guasto con recupero ritardato, in cui l'accumulo di calore interno può innescare reazioni di decomposizione termica e desolforazione, con conseguente forte calo delle proprietà meccaniche. Per evitare questo rischio, la velocità circonferenziale della girante viene solitamente controllata al di sotto di 27,5 m/s (5400 piedi/min) per prevenire la degradazione termica nell'area della camicia di aspirazione vicino al bordo esterno della girante.
La gomma naturale ha una scarsa tolleranza agli oli, ai solventi e agli acidi forti. Dopo il contatto, è soggetto a una significativa espansione del volume, a una ridotta resistenza all'usura e a una sostanziale diminuzione della resistenza meccanica. Inoltre, non è adatto per applicazioni in cui la temperatura del fluido supera i 75 gradi. Per le sostanze chimiche o gli ambienti ad alta-temperatura, è necessario utilizzare elastomeri sintetici e selezionare tipi specifici in base alla combinazione del mezzo chimico specifico e della temperatura operativa.
2. Poliuretano
Il poliuretano, come un tipo di elastomero sintetico, si forma mescolando due prodotti chimici liquidi e poi indurendo dopo il versamento. Questo materiale mostra un'eccellente resistenza alle particelle solide fini e offre prestazioni migliori della gomma naturale in alcuni scenari applicativi.
Sebbene non sia un tipico materiale resistente alla corrosione chimica, il poliuretano mostra comunque una resistenza all’espansione chimica significativamente migliore rispetto alla gomma naturale. In scenari come i circuiti di flottazione contenenti vari prodotti chimici, la sua durata può essere molto più lunga di quella della gomma naturale. Inoltre, il poliuretano può essere utilizzato come rivestimento della pompa per giranti con una velocità di rotazione superiore a 27,5 m/s (5400 piedi/min) (in queste condizioni, la gomma naturale non è più applicabile) ed è adatto anche per scenari occasionali in cui i detriti possono danneggiare la girante in gomma.
Dato che la durezza Shore del poliuretano è generalmente superiore a quella della gomma naturale convenzionale, le sue prestazioni potrebbero essere limitate quando si tratta di particelle ruvide e taglienti. Tali particelle tendono a causare la desquamazione della sua superficie. Inoltre, la struttura chimica del poliuretano lo rende suscettibile all '"idrolisi" (una modalità di cedimento specifica degli elastomeri), soprattutto se esposto ad acidi forti o basi forti; tuttavia, attraverso miglioramenti formulativi specifici, la sua resistenza all'idrolisi può essere notevolmente migliorata. Il limite superiore della temperatura applicabile del poliuretano è di 70 gradi e sarà degradato dagli idrocarburi.
3. Elastomero sintetico
Nella sintesi delle mescole elastomeriche, la componente polimerica della gomma naturale viene sostituita da polimeri appositamente formulati. Questi polimeri appositamente formulati possono resistere ad ambienti chimici o temperature operative specifici. Questo processo di modifica richiede solitamente l'uso di nuovi agenti rinforzanti, agenti indurenti e altri additivi specializzati compatibili con la gomma sintetica selezionata.
Sebbene gli elastomeri sintetici abbiano prestazioni migliori della gomma naturale in termini di resistenza chimica e resistenza al calore, esiste un compromesso fondamentale-off: la loro resistenza all'usura è solitamente inferiore a quella della gomma naturale con formulazione ottimizzata. Queste differenze caratteristiche derivano da considerazioni sulla definizione delle priorità nella progettazione dei materiali. - Gli elastomeri sintetici migliorano la loro adattabilità ambientale attraverso la regolazione della struttura molecolare, ma compromettono le loro proprietà di attrito. Ciò fornisce una base cruciale per la selezione dei materiali in condizioni di lavoro specifiche, ovvero è necessario trovare un equilibrio mirato tra tolleranza ambientale e resistenza all’usura.

III. Leghe per fusione-resistenti all'usura/erosione-resistenti

La lega di fusione resistente all'usura- è adatta per il rivestimento interno e la girante delle pompe per liquami e può funzionare in scenari in cui i materiali in gomma sono inadeguati, compresi quelli con particelle grandi o taglienti, prevalenza elevata (alta velocità di rotazione della girante), temperature di esercizio elevate e quelli ricchi di idrocarburi.
Nell'applicazione dei liquami delle pompe centrifughe, la serie di leghe più comunemente utilizzata è il ferro bianco ad alto- contenuto di cromo. Questo tipo di lega è a base di ferro, i carburi metallici rappresentano dal 15% al ​​55% del volume, uniformemente dispersi al suo interno. Questi carburi possono avere una durezza superiore a 1200 HV, conferendo alla lega un'eccellente resistenza all'erosione. Tuttavia, la presenza di carburi duri porta a una diminuzione della tenacità del materiale e delle proprietà meccaniche complessive. Il ferro bianco ad alto contenuto di cromo è incline a fratture fragili se sottoposto a impatto. Attualmente, attraverso-una ricerca approfondita su questo tipo di materiale e l'ottimizzazione continua della progettazione delle pompe per liquami, è possibile alleviare efficacemente i guasti causati dalla frattura fragile.
La ghisa bianca ad alto- contenuto di cromo è in grado di soddisfare i requisiti della maggior parte delle condizioni di lavoro e ha una buona tolleranza a vari prodotti chimici. Tuttavia, a causa dell'insufficiente resistenza agli acidi, la maggior parte dei prodotti sono adatti solo per ambienti con un pH superiore a 4. Per condizioni acide altamente erosive con un pH pari o inferiore a 1, sebbene siano disponibili opzioni dedicate in ghisa bianca ad alto contenuto di cromo-, la loro resistenza all'usura è leggermente inferiore a quella dei modelli tradizionali.
Per scenari con condizioni puramente corrosive o che richiedono una speciale resistenza agli urti, è possibile selezionare le serie in acciaio fuso e leghe di nichel. In liquami estremamente leggeri dove il mezzo è estremamente corrosivo, è possibile utilizzare acciaio inossidabile duplex o acciaio inossidabile austenitico; per i liquami con la maggiore corrosività è necessario scegliere le leghe a base di nichel-. Va sottolineato che questi acciai e leghe di nichel non sono progettati per resistere all'usura. Il loro miglioramento della resistenza alla corrosione va solitamente a scapito della resistenza all’usura, quindi generalmente non sono consigliati per scenari che coinvolgono solidi erosivi.

IV. Ceramica

Le ceramiche comunemente utilizzate nelle pompe per liquami possono essere classificate in tre categorie: ceramiche a base di polimeri-, ceramiche funzionali. I materiali ceramici hanno un'ottima resistenza alla corrosione e all'usura, ma hanno cicli produttivi lunghi ed elevate difficoltà di lavorazione, con conseguenti costi di produzione relativamente elevati.
Ceramica a base di polimeri-
Ceramiche composite epossidiche: basate sulla resina epossidica, possiedono eccellente adesione, resistenza alla corrosione e stabilità dimensionale. Le particelle di ossido di alluminio e carburo di silicio, insieme alle fibre corte-tagliate, vengono utilizzate come fasi di rinforzo ceramico. Dopo la polimerizzazione, formano un materiale composito con elevata resistenza e durezza, con una migliore resistenza alla corrosione chimica rispetto ai materiali a base di poliuretano- e una moderata resistenza agli urti. Sono comunemente utilizzati per il rivestimento interno delle pompe per liquami o per componenti locali resistenti all'usura-(come il rivestimento interno degli involucri delle pompe e i bordi delle giranti), soprattutto in ambienti con liquami con concentrazione media di sostanze chimiche acide o alcaline.
Ceramica vinilica composita: la resina vinilica combina la tenacità e la resistenza chimica della resina epossidica, nonché la proprietà di polimerizzazione del poliestere insaturo. Utilizzando allumina, carburo di silicio, ecc. come fasi di rinforzo, combinate con fibre/baffi ceramici, la resistenza agli urti e alla lacerazione del materiale viene notevolmente migliorata. Adatto per scenari di trattamento di liquami di scorie con granulometria media e ambienti chimici complessi.
Ceramiche composite a base di poliuretano-: utilizzando il poliuretano (PU) come matrice, le comuni particelle ceramiche dure come ossido di alluminio (Al₂O₃), carburo di silicio (SiC) e zirconia (ZrO₂) vengono utilizzate come fasi di rinforzo ceramico. Attraverso il rafforzamento della dispersione delle particelle ceramiche, la resistenza all'usura e all'impatto del poliuretano viene notevolmente migliorata, mentre la flessibilità del poliuretano viene mantenuta, consentendogli di resistere all'erosione e all'usura causate da particelle solide da fini a medie-. È adatto per scenari che coinvolgono mezzi chimici o liquami a media usura, come circuiti di flottazione e trasporto degli sterili. Soprattutto quando si sostituisce la tradizionale gomma naturale, è in grado di bilanciare sia la resistenza chimica che la resistenza all'usura.
2. Ceramica funzionale
Ceramica di allumina (ceramica Al₂O₃): la ceramica di allumina è la prima ceramica funzionale applicata nelle pompe per liquami. Maggiore è la sua durezza e resistenza all'usura e la stabilità delle prestazioni chimiche (ad eccezione delle soluzioni alcaline forti e dell'acido fluoridrico), minore è il costo. Viene comunemente utilizzato per il rivestimento interno, il manicotto protettivo e lo strato locale resistente all'usura-della girante delle pompe per liquami, particolarmente adatto per la gestione di liquami con intensità di usura media, ma ha una maggiore fragilità e una minore resistenza agli urti.
Ceramiche al carburo di silicio (ceramiche SiC): le ceramiche al carburo di silicio (in particolare il SiC-sinterizzato per reazione e il SiC sinterizzato senza pressione-senza pressione) hanno una resistenza all'usura estremamente elevata, un'eccellente resistenza alla corrosione (non resistente all'acido fluoridrico e agli acidi fortemente ossidanti), buona conduttività termica, resistenza alle alte temperature e resistenza agli shock termici superiore rispetto alle ceramiche di allumina. Sono adatti per condizioni di liquame ad alta-manutenzione, forte-corrosione o ad alta-temperatura, come liquami ad alta-concentrazione contenenti particelle taglienti (come sabbia di quarzo, scorie metalliche) o liquami chimici contenenti acidi/alcali-. Vengono spesso utilizzati come componenti principali resistenti all'usura-come giranti, piastre di protezione anteriori e anelli di usura delle pompe per liquami.
Ceramica temprata con zirconio (ceramica ZrO₂): queste ceramiche sono temprate da stabilizzanti come l'ossido di ittrio (Y₂O₃) e possiedono una tenacità alla frattura estremamente elevata (3-5 volte quella della ceramica di allumina) e resistenza all'usura. Hanno un'elevata durezza (durezza Mohs compresa tra 8,5 e 9 gradi) e un'eccellente resistenza alla corrosione (ad eccezione dell'acido fluoridrico): sono adatti per applicazioni in cui le particelle nel liquame hanno un certo grado di impatto (come scorie di particelle grossolane, sabbia e ghiaia) e possono essere utilizzati per componenti come giranti e rivestimenti resistenti all'usura,-compensando la fragilità della ceramica tradizionale e garantendo prestazioni più stabili in condizioni di intensità di usura media e resistenza agli urti.

Codice

Nome del materiale
Tipo

Descrizione della funzione
A04

ULTRACHROME® 24% di cromo-ferro grigio resistente alla corrosione
Ghisa bianca
La lega A04 è un tipo di ferro bianco appositamente progettato per operazioni di perforazione e maschiatura. La resistenza alla corrosione dell'A04 non è buona quanto quella dell'A05 e solitamente non è resistente alla corrosione-. A04 viene utilizzato per sigillare adattatori, premistoppa e dispositivi di scarico.
A05

ULTRACHROME® 27% di cromo-ferro grigio resistente alla corrosione
Ghisa bianca
La lega A05 è un tipo di ghisa bianca-resistente all'usura, che funziona eccezionalmente bene in varie condizioni di erosione, compresi gli ambienti leggermente corrosivi. L'elevata resistenza all'usura dell'A05 è attribuita alla presenza di carburi duri nella sua microstruttura.
A25

Acciaio Ni-Cr-Mo
Acciaio fuso

La lega A25 è un tipo di acciaio legato con moderata resistenza all'usura ed elevate proprietà meccaniche. Questa lega viene utilizzata per fusioni di grandi dimensioni dove la tenacità è della massima importanza, come il corpo pompa per ghiaia.
A49

ULTRACHROME® 28% di cromo a basso contenuto di carbonio ad alto-cromo a basso contenuto di carbonio-ferro bianco
Ghisa bianca
La lega A49 è una ghisa bianca resistente alla corrosione-adatta per condizioni corrosive a basso pH. Presenta però anche il problema dell’erosione e dell’usura. Questa lega è particolarmente adatta per la desolforazione dei gas di scarico (FGD) e altre applicazioni con liquami moderatamente corrosivi.
A53

ULTRACHROME® Acciaio inossidabile austenitico ad alto contenuto di-cromo bianco, ferro
Ghisa bianca
La lega A53 è una lega altamente resistente alla corrosione-con una resistenza alla corrosione moderata. A53 può essere utilizzato in applicazioni a basso pH, come condizioni di fosfato o determinate applicazioni di rimozione del biossido di zolfo, dove esistono anche problemi di erosione.
A61

HYPERCHROME® Ferro bianco ad alto contenuto di cromo al 30% Cr
Ghisa bianca
La lega A61 è una ghisa bianca ipereutettica. A causa della presenza di un'elevata frazione in volume di carburi di cromo duri e resistenti all'usura-nella matrice della lega, possiede una resistenza alla corrosione estremamente elevata.
A68

HYPERCHROME® Ferro bianco ad alto contenuto di cromo al 30% Cr
Ghisa bianca
La lega A68 è un ferro bianco ipereutettico. È adatto per condizioni di usura elevata e ha una leggera resistenza alla corrosione. Dovrebbe essere utilizzato in applicazioni in cui sono richiesti una resistenza alla corrosione simile alla lega Ultrachrome A05 e un livello di resistenza all'usura migliore rispetto alla lega Hyperchrome® A61.
A241

ULTRACHROME® 32% Cromo Ferro bianco ad alto contenuto di cromo
Ghisa bianca
La lega A241 è una ghisa bianca-resistente all'usura e agli urti-resistente. È stato ottimizzato per applicazioni in cui l'impatto causa la perdita di materiale. Rispetto ad A61, A241 ha un'eccellente resistenza agli urti e, rispetto ad A05, ha un'eccellente resistenza alla corrosione.
C21

13% acciaio al cromo
Acciaio inossidabile martensitico
La lega C21 è un acciaio inossidabile 420C completamente temprato.
C23

Acciaio inossidabile CF-8M
Acciaio inossidabile austenitico

La lega C23 è acciaio inossidabile CF-8M. C23 ha un'eccellente resistenza alla corrosione, ma la sua resistenza alla corrosione è scarsa. È l'equivalente di fusione del 316SS.
C26

CD-4MCuN Acciaio inossidabile
Acciaio inossidabile duplex
La lega C26 è un acciaio inossidabile duplex CD-4M CuN. È più resistente alla corrosione del C23, ma solitamente ha una resistenza alla corrosione inferiore. Questo è l'equivalente del casting di 2205SS.
D21

Ghisa a grafite sferoidale (ghisa sferoidale)
Ghisa
La lega D21 è un tipo di ferro duttile di colore grigiastro e viene utilizzata come materiale standard per involucri e telai delle pompe.
D25

Ghisa duttile-ad alta resistenza (ghisa sferoidale)
Ghisa
La lega D25 è una ghisa duttile brevettata, utilizzata per recipienti ad alta-pressione che richiedono la massima resistenza meccanica.
N02

Lega 63% Ni 30% Cu
Lega di nichel-resistente alla corrosione
La lega N02 è una lega di nichel-rame adatta ad ambienti corrosivi ma con scarsa resistenza all'usura. N02 è anche noto come lega Monel.
N22

Lega 58N 22Cr 12Mo
Lega di nichel-resistente alla corrosione
N22 è una lega estremamente resistente alla corrosione-, utilizzata in applicazioni estremamente gravose che nemmeno le leghe austenitiche e austenitiche possono sopportare. N22 è anche noto come Hastelloy® C-22®.
J32

Rivestimento in carburo di tungsteno al 70% 420SS
Acciaio inossidabile-rivestito in ceramica
J32 è un rivestimento composito in metallo-ceramica, composto per il 70% da carburo di tungsteno e substrato in acciaio inossidabile 420. Viene utilizzato per manicotti dell'albero in ambienti corrosivi.
J37

Rivestimento in carburo di tungsteno al 70% CD4-MCUN
Acciaio inossidabile duplex-rivestito in ceramica
J37 è un rivestimento composito in metallo-ceramica, composto per il 70% da carburo di tungsteno e un substrato di acciaio inossidabile duplex. Viene utilizzato per manicotti per alberi in condizioni corrosive e abrasive.
J39

Rivestimento in carburo di tungsteno 80% 420SS
Acciaio inossidabile-rivestito in ceramica
J39 è un rivestimento composito in metallo-ceramica, composto per l'80% da carburo di tungsteno a grana fine-e un substrato in acciaio inossidabile 420. Viene utilizzato per i manicotti degli alberi in condizioni estremamente abrasive e ha una maggiore resistenza all'usura rispetto a J32.
R35

Gomma Linatex® Premium
Gomma naturale
R35 Linatex premium è una gomma naturale morbida ed altamente elastica, ottimizzata per applicazioni di abrasione di liquami a particelle fini.
R55

Il rivestimento di scarico del mulino è in gomma naturale.
Gomma naturale
La gomma naturale R55 è una mescola specificatamente progettata per affrontare la comune ampia distribuzione dei liquami nelle applicazioni di scarico delle rettificatrici.
R508

Il rivestimento di scarico del mulino è in gomma naturale.
Gomma naturale
La gomma naturale R508 è una mescola appositamente progettata per le applicazioni più impegnative, caratterizzata da un'elevatissima resistenza allo strappo e alla trazione.
S01

Gomma EPDM
Elastomero sintetico
S01 è un elastomero sintetico con eccellente resistenza agli acidi e resistenza all'ozono. Viene utilizzato principalmente in applicazioni di sigillatura grazie alla sua proprietà di bassa deformazione permanente a compressione.
S12

Gomma nitrilica
Elastomero sintetico
S12 è un tipo di gomma sintetica comunemente utilizzata in applicazioni che coinvolgono grassi, oli e cere. S12 ha una moderata resistenza alla corrosione.
S21

Gomma butilica (IIR).
Elastomero sintetico
La gomma sintetica S21 presenta un'eccellente stabilità chimica, una buona resistenza al calore e all'ossidazione, ma ha una scarsa resistenza alla corrosione. S21 è utilizzato in ambienti acidi.
S31

Polietilene clorosolfonato
Elastomero sintetico
S31 è un elastomero antiossidante-resistente al calore. Ha un'ottima stabilità chimica nei confronti degli acidi e degli idrocarburi.
S42

Polibutadiene
Elastomero sintetico
S42 è un elastomero sintetico ad alta-resistenza con prestazioni dinamiche solo leggermente inferiori a quelle della gomma naturale. S42 ha un'eccellente resistenza alla temperatura e resistenza all'olio. Viene solitamente utilizzato in situazioni in cui la gomma naturale a base di idrocarburi-si degrada.
S51

Polimero fluorosiliconico
Elastomero sintetico
L'elastomero sintetico S51 presenta un'eccellente resistenza agli oli e agli agenti chimici alle alte temperature, ma ha una scarsa resistenza alla corrosione.
U38

Poliuretano-resistente all'usura
Elastomero poliuretanico
L'U38 è un materiale resistente all'erosione-che funziona bene nelle applicazioni di elastomeri ed è adatto a problemi di "impurità". Ciò è attribuito all'elevata resistenza allo strappo e alla trazione dell'U38. Tuttavia, la sua resistenza all’erosione non è buona quanto quella della gomma naturale (gomma R55ª).
Y08

Nitruro di silicio combinato con carburo di silicio
Ceramica

Y08 è una ceramica resistente all'usura-che offre buone prestazioni nelle applicazioni di usura con particelle fini, ma ha una scarsa resistenza agli impatti solidi e all'erosione superiore a -1 mm.