สวมในปั๊มหอยโข่ง
ปั๊มหอยโข่งบางครั้งใช้ในสภาพแวดล้อมที่ผลิตภัณฑ์ที่สูบมีของแข็งแขวนลอย ในขณะที่ปั๊มบางตัวได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานที่เป็นของแข็งหรือของเหลวข้น ปั๊มหอยโข่งปกติ ไม่มีคุณสมบัติป้องกันการเสื่อมประสิทธิภาพจากผลกระทบของของแข็ง
มีสัญญาณสำคัญบางประการที่แสดงว่าปั๊มหอยโข่งแบบทั่วไปมีการสึกหรอจากการกัดเซาะและการเสียดสี ต่อไปนี้เป็นกลยุทธ์การประเมินและบรรเทาผลกระทบที่จะต้องพิจารณาและนำไปใช้เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น
อนุภาคเป็นปัญหาในปั๊มหอยโข่งเนื่องจากวิธีการที่เครื่องเพิ่มความเร็วให้กับของเหลวขณะที่ไหลผ่านช่องใบพัด โดยทั่วไป ยิ่งความเร็วที่ปลายใบพัดสูงขึ้นเท่าใด พลังงานที่ส่งไปยังอนุภาคใดๆ ที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น พลังงานนี้สามารถสร้างความเสียหายต่อสิ่งที่กระทบได้
ภาพที่ 1 ความเร็วของอนุภาคสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วปลายของใบพัด (รูปภาพได้รับความอนุเคราะห์จาก ไฮโดร, Inc.)โดยทั่วไป การสูญเสียวัสดุจากการกัดเซาะถูกกำหนดโดยความเร็วของอนุภาคลูกบาศก์ (สมการที่ 1)
สมการที่ 1:
การกัดกร่อน = XC3
C คือความเร็วของอนุภาค
X เป็นค่าสัมประสิทธิ์ตามของเหลว
ถูกสูบ
ความเร็วของอนุภาคสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วปลายของใบพัด (ภาพที่ 1) การลดความเร็วทิปของเครื่องส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเร็วของอนุภาค และด้วยเหตุนี้ พลังงานที่กัดกร่อน
ความเร็วทิป= πD2n/60
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งนี้จะส่งผลต่ออนุภาคที่ออกจากใบพัดด้วยการกระแทกด้วยความเร็วสูงบนริมฝีปากรูปก้นหอยของปั๊ม ทำให้เกิดความเสียหายจากการกัดเซาะ
เมื่ออนุภาคพลังงานสูงส่งผ่านจากใบพัดไปยังริมฝีปากรูปก้นหอย รูปแบบของความเสียหายจะเกิดขึ้นโดยเฉพาะ โดยทั่วไปความเสียหายจะกระจุกตัวอยู่ที่จุดตัดของปากก้นหอยของปลอกและผนังด้านข้างของปลอกหุ้ม อนุภาคที่กระทบกับกึ่งกลางของริมฝีปากหยักนั้นจะถูกพัดพาไปสู่กระแสน้ำที่ไหลผ่านเฉลี่ย และเวลาที่พวกมันสัมผัสกับริมฝีปากนั้นมีจำกัด (ภาพที่ 2)
ภาพที่ 2 ภาพประกอบของการสวมใส่ที่ริมฝีปากรูปก้นหอย
อนุภาคที่กระทบริมฝีปากรูปก้นหอยใกล้กับผนังด้านข้างจะได้รับอิทธิพลจากส่วนติดต่อของชั้นสองขอบเขตที่มีอยู่ระหว่างริมฝีปากและผนังด้านข้าง อนุภาคเหล่านี้จะไม่ผ่านเข้าสู่กระแสไหลเฉลี่ยอย่างรวดเร็วและเริ่มหมุน (ภาพที่ 3)
ภาพที่ 3 การแสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่แสดงภาพการไหลใกล้ผนังกับกระแสน้ำกลางน้ำ
บริเวณอื่นๆ ยังไวต่อการสึกหรอและโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับระยะห่างที่ละเอียดของวงแหวนสวมแหวน การสึกหรอจากการเสียดสี/การกัดเซาะมีสองประเภทที่ช่วยเพิ่มระยะห่างของวงแหวนสวมและทำให้ประสิทธิภาพของปั๊มลดลง
ภาพที่ 4 (ซ้าย) อนุภาคจะเคลื่อนผ่านช่องว่างของวงแหวนสวมซึ่งขับเคลื่อนโดยแรงดันส่วนต่าง และรูปร่างและทิศทางที่กระทบต่อพื้นผิวของวงแหวนสวมซึ่งเพิ่มระยะห่าง ภาพที่ 5 (ขวา) หากช่องว่างวงแหวนสึกหรอมีขนาดเล็กกว่าขนาดอนุภาคสูงสุด วัสดุจะถูกลบออกจากช่องว่างแหวนสวมยังมีส่วนสำคัญอีกรูปแบบหนึ่งของการสึกหรอทั่วไปที่เกิดขึ้นในผนังด้านข้างของท่อรูปก้นหอย หน้าที่หลักอย่างหนึ่งของวงแหวนสวมคือการจัดให้มีวงแหวนจำกัดระหว่างระบบแรงดันต่างๆ ภายในปั๊มหอยโข่ง เนื่องจากฟังก์ชันนี้ ด้านหนึ่งของวงแหวนสึกหรอจึงทำงานที่แรงดันสูงกว่าอีกด้านหนึ่ง ความดันแตกต่างข้ามวงแหวนของวงแหวนจะขับของไหลผ่านระยะห่างของวงแหวนสวม
เอฟเฟกต์นี้มีคุณสมบัติการแข็งตัวที่ปรับปรุงโรเตอร์ไดนามิกของเครื่องจักร ภายในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดเซาะอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อรูปแบบการสึกหรอโดยเฉพาะ ขณะที่ของเหลวที่ไหลออกจากวงแหวนของวงแหวนสวมจะพุ่งเข้าสู่ทางผ่านแรงดันต่ำซึ่งมีอนุภาคพลังงานสูงกว่า โดยอนุภาคดังกล่าวจะกระทบกับผนังด้านข้างของปลอกและตัดเข้าไปในขอบเขตแรงดัน สิ่งนี้เรียกว่าความเสียหายของกระแสน้ำวนเทย์เลอร์
กลยุทธ์ในการจำกัดการสวมใส่
การจำกัดความเร็วของทิปในบริการที่อาจมีอนุภาคอยู่ภายในของเหลวที่สูบจะจำกัดความเสียหาย หากไม่สามารถจำกัดความเร็วของทิปได้ ให้เลือกเครื่องที่มีระยะห่างส่วนปลายสูงระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของใบพัดกับปากก้นหอย สิ่งนี้ทำให้เวลา/ระยะทาง/ความเร็วมีโอกาสที่จะกระทำกับอนุภาคใดๆ ซึ่งจะช่วยลดความเร็วของอนุภาคเหล่านั้นก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อปลอกหุ้ม
ปรับเปลี่ยนริมฝีปากหยัก การทำโปรไฟล์ริมฝีปากหยักให้เป็นรูปเกือกม้า ช่วยลดการสึกหรอที่จุดตัดระหว่างปากและผนังด้านข้างของปลอกได้ รัศมีขนาดใหญ่และเรียบบนริมฝีปากหมายความว่าผลของชั้นขอบคู่ที่ยึดอนุภาคและทำให้อนุภาคหมุนเนื่องจากการไหลผ่านจะลดลงเมื่ออนุภาคถูกบังคับให้เข้าสู่กระแสการไหลเฉลี่ยโดยเรขาคณิตของรัศมีและ ไม่สามารถติดตรงทางแยกหัวมุมได้ (ภาพที่ 6)
ภาพที่ 6. การดัดแปลงริมฝีปากรูปก้นหอยเพื่อลดความเสียหาย
การเคลือบผิวจะมีประโยชน์ในการต่อต้านการสึกหรอจากการเสียดสี แต่ต้องใช้สายตาที่เชี่ยวชาญเพื่อให้แน่ใจว่าการเคลือบประเภทที่ถูกต้องนั้นถูกนำไปใช้ในพื้นที่ที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากการประเมินความเสียหายที่สังเกตพบ การเคลือบผิวด้วยแรงยึดเหนี่ยวสูงและความแข็งสูงเมื่อใช้ร่วมกับเทคนิคอื่นๆ ที่กล่าวถึงในบทความนี้สามารถจำกัดความเสียหายได้สำเร็จ
อนุภาคที่มีอยู่ในของเหลวของปั๊มหอยโข่งอาจทำให้เกิดความเสียหายและประสิทธิภาพการทำงานลดลง ความเสียหายบางอย่างยังคงหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่การใช้การปรับเปลี่ยนรูปทรงร่วมกับการเคลือบแบบแข็ง ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของปั๊ม