สิ่งที่ต้องรู้เมื่อทำงานกับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
ของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนคือของเหลวที่จะโจมตีและทำลายวัสดุที่สัมผัส โลหะ หิน แก้ว และแม้แต่พลาสติกบางชนิดอาจไวต่อการกัดกร่อนจากของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือสารเคมี ซึ่งแบ่งออกเป็นหกประเภทอย่างกว้างๆ: กรดแก่ กรดอ่อน ด่างแก่ ด่างอ่อน สารขจัดน้ำออก และตัวออกซิไดซ์ สารเคมีบางชนิดสามารถจัดได้มากกว่าหนึ่งประเภท ตัวอย่างเช่น กรดซัลฟิวริกเป็นกรดแก่ ตัวขจัดน้ำออก และตัวออกซิไดเซอร์ วัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถจัดอยู่ในประเภทความเป็นอันตรายอื่นๆ เช่น ความเป็นพิษ (เป็นพิษ) หรือการติดไฟได้
หากของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถทำลายวัสดุ เช่น แก้วและโลหะ แสดงว่าเป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างเห็นได้ชัด สำนักงานบริหารความปลอดภัยและอาชีวอนามัยแห่งสหรัฐอเมริกา (OSHA) ตระหนักถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกิดจากสารเหล่านี้ โดยให้คำจำกัดความว่าเป็น “สารเคมีที่สร้างการทำลายเนื้อเยื่อผิวหนัง กล่าวคือ เนื้อร้ายที่มองเห็นได้ผ่านผิวหนังชั้นนอกและเข้าไปในผิวหนังชั้นหนังแท้ อย่างน้อยหนึ่งในนั้น สัตว์ทดลองสามตัวหลังจากได้รับสารนานถึงสี่ชั่วโมง ปฏิกิริยาการกัดกร่อนสามารถจำแนกได้จากแผลพุพอง เลือดออก สะเก็ดเลือด และเมื่อสิ้นสุดการสังเกต 14 วัน สีจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการลวกของผิวหนัง บริเวณที่ร่วงโรยและรอยแผลเป็นทั้งหมด”
เมื่อใช้ปั๊มเพื่อถ่ายเทของเหลวที่เป็นอันตรายในการแยกน้ำออกจากน้ำมันและก๊าซ เช่น สารเคมีที่ติดไฟได้ ติดไฟได้ เป็นพิษ และมีฤทธิ์กัดกร่อน จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ ข้อควรพิจารณาเหล่านี้มีความสำคัญต่อการเลือกเครื่องสูบน้ำที่เหมาะสมกับงาน
ข้อควรพิจารณา
ประการแรก ลักษณะของของเหลว ของเหลวประเภทใดที่จะถูกสูบ? ลักษณะของของเหลวนั้นคืออะไร? ข้อมูลนี้สามารถพบได้ในเอกสารข้อมูลความปลอดภัยของของไหล (SDS เดิมเรียกว่าเอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุ หรือ MSDS)
ภาพที่ 1: เส้นโค้งประสิทธิภาพ (ภาพที่ได้รับความอนุเคราะห์จาก Atlas Copco Power Technique)
ตามข้อมูลสรุปของ OSHA เกี่ยวกับ SDS "HCS 29 CFR 1910.1200(g) กำหนดให้ผู้ผลิต ผู้จัดจำหน่าย หรือผู้นำเข้าสารเคมีต้องจัดเตรียม SDS สำหรับสารเคมีอันตรายแต่ละชนิดให้กับผู้ใช้ปลายทางเพื่อสื่อสารข้อมูลเกี่ยวกับอันตรายเหล่านี้ ... เช่น คุณสมบัติของสารเคมีแต่ละชนิด อันตรายต่อสุขภาพร่างกาย สุขภาพ และสิ่งแวดล้อม มาตรการป้องกัน และข้อควรระวังด้านความปลอดภัยสำหรับการจัดการ การจัดเก็บ และการขนส่งสารเคมี” SDS ของของเหลวให้ข้อมูลที่สำคัญ เช่น ความเข้มข้น ความถ่วงจำเพาะ ความต้านทานโดยอุณหภูมิ ความหนืด ความไวไฟ (ถ้ามี) และข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับเนื้อหาของของแข็ง
เงื่อนไขการสมัคร
เพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มมีขนาดเหมาะสม ผู้ใช้ยังต้องพิจารณาเส้นโค้งความจุส่วนหัวของผู้ผลิตปั๊มด้วย กราฟเส้นปั๊ม (เรียกอีกอย่างว่ากราฟการเลือกปั๊ม กราฟประสิทธิภาพของปั๊ม หรือกราฟประสิทธิภาพของปั๊ม) ให้ข้อมูลที่จำเป็นในการพิจารณาความสามารถของปั๊มในการผลิตการไหลภายใต้สภาวะที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่อง
การอ่านค่าเส้นโค้งของปั๊มอย่างถูกต้อง—หรือการปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญด้านปั๊มที่สามารถทำได้—ทำให้มั่นใจว่าผู้ใช้จะได้ปั๊มที่ถูกต้องตามตัวแปรการใช้งาน เช่น: หัว (เป็นพลังงานที่จำเป็นในการปล่อยน้ำจากปั๊มให้มีความสูงเท่ากันซึ่งแสดงเป็นฟุตหรือเมตร); การไหล (ปริมาตรของของเหลวที่จะเคลื่อนที่ในช่วงเวลาที่กำหนด เช่น แกลลอนต่อนาที [gpm] หรือลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง(m³/h); รอบต่อนาที (รอบต่อนาที); ขนาดใบพัดที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของปั๊ม พลัง; ประสิทธิภาพ; และหัวดูดสุทธิบวก (NPSH)
ปั๊มที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน
อุปกรณ์ที่ใช้มากที่สุดสำหรับการถ่ายโอนน้ำมันและของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนคือปั๊มหอยโข่ง ปั๊มหอยโข่งประหยัดพลังงาน มีให้เลือกทั้งแบบดูดน้ำท่วมแบบมาตรฐานหรือแบบรองพื้นในตัว และมีหลายขนาดที่ออกแบบมาเพื่อปั๊มตั้งแต่ไม่กี่ gpm ถึงหลายพัน gpm
เมื่อสูบของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ปั๊มหอยโข่งมีข้อดีอีกประการหนึ่ง นั่นคือ ผนึกเชิงกล ซีลเหล่านี้จะป้องกันการรั่วไหลเมื่อเพลาหมุนภายในยื่นออกมาผ่านตัวเรือนปั๊มแบบอยู่กับที่ ซึ่งคล้ายกับวิธีที่ปั๊มน้ำของรถยนต์ใช้ตราประทับเชิงกลเพื่อป้องกันการรั่วไหลของน้ำหล่อเย็นจากปั๊ม ซีลเชิงกลใช้วงแหวนแบนที่ผ่านการกลึงอย่างระมัดระวังของวัสดุที่ทนทาน เช่น เซรามิกคาร์บอนหรือซิลิกอนคาร์ไบด์ โดยที่วงแหวนหนึ่งหมุนพร้อมกับเพลาและอีกอันหนึ่งอยู่กับที่ ของเหลวที่สูบจะเคลื่อนที่ระหว่างหน้าซีลและให้ฟิล์มหล่อลื่น หากปั๊มทำงานโดยไม่มีของเหลว (การทำงานแบบแห้ง) แรงเสียดทานจะทำให้หน้าซีลร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ซีลชำรุด
หากการผนึกเชิงกลล้มเหลวอันเนื่องมาจากการทำงานแบบแห้ง ของเหลวจะรั่วออกจากปั๊ม หากของเหลวที่สูบคือน้ำ นี่อาจเป็นเพียงความไม่สะดวก ด้วยของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การรั่วไหลอาจส่งผลให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อโครงสร้างพื้นฐานโดยรอบ และอาจสร้างสภาพแวดล้อมที่ผู้ใช้ไม่ปฏิบัติตามหน่วยงานกำกับดูแล เช่น OSHA อีกต่อไป นอกจากนี้ยังมีข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับเวลาหยุดทำงานและต้นทุน (หรือเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว [MTBF]) เมื่อต้องดึงปั๊มออกจากบริการและซ่อมแซม
วัสดุก่อสร้างที่เหมาะสม
สิ่งสำคัญคือต้องเลือกวัสดุก่อสร้างเครื่องสูบน้ำที่เหมาะสม นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเคลื่อนย้ายของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การไม่ทำเช่นนั้นจะนำไปสู่การกัดกร่อนของส่วนประกอบที่สัมผัสกับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น ปะเก็นและโอริง ซึ่งอาจส่งผลต่อทั้งประสิทธิภาพการทำงานของปั๊มและระยะเวลาในการให้บริการ
ตาม corrosionpedia.com การกัดกร่อนถูกกำหนดเป็น"การเสื่อมสภาพและการสูญเสียของวัสดุและคุณสมบัติที่สำคัญเนื่องจากปฏิกิริยาเคมี ไฟฟ้าเคมี และปฏิกิริยาอื่นๆ ของพื้นผิววัสดุที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ การกัดกร่อนของโลหะและอโลหะเกิดขึ้นเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ทางสิ่งแวดล้อมที่ค่อยเป็นค่อยไปบนพื้นผิวของวัสดุ”
ในปัจจุบัน การสึกกร่อนโดยตัวมันเองมักไม่ใช่ปัญหาใหญ่นัก วัสดุก่อสร้างที่เหมาะสม เช่น เหล็กหล่อ ทองแดง ทองแดงแมงกานีส ทองแดงนิกเกิล-อลูมิเนียม เหล็กหล่อ และสแตนเลส—มีพร้อมใช้และสามารถจัดการกับของเหลวที่กัดกร่อนได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจการกัดกร่อนประเภทต่างๆ รวมทั้งปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการกัดกร่อน เพื่อเลือกวัสดุที่เหมาะสม
อาจเป็นเรื่องยากที่จะเลือกวัสดุที่สามารถทนต่อการกัดกร่อนและปัจจัยเพิ่มเติม เช่น การสึกกร่อนและการเกิดโพรงอากาศ หลักการทั่วไปในการเลือกวัสดุก่อสร้างที่เหมาะสมคือก่อนอื่นให้เลือกวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน จากนั้นเลือกวัสดุที่มีความทนทานต่อการเสียดสีและ/หรือการเกิดโพรงอากาศที่เหมาะสมที่สุด ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนที่ผู้ใช้อาจพบการกัดกร่อนเมื่อใช้ปั๊มแรงเหวี่ยงเพื่อเคลื่อนย้ายของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
การกัดกร่อน-การกัดกร่อน
การเสียดสีหรือการสึกหรอจากการเสียดสีคือการกำจัดโลหะที่เกิดจากการตัดเชิงกลหรือการขัดถูของของแข็งที่บรรทุกในของเหลวที่สูบ เมื่อของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่สูบไปยังมีของแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (การกัดกร่อน-การกัดกร่อน) วัสดุที่เป็นโลหะผสมที่สูงขึ้น เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม มักจะต้องใช้เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของปั๊ม ในปั๊มหอยโข่ง ใบพัดมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษ แม้ว่าเคสจะเสียหายจากสิ่งนี้ แต่ปัญหาที่ใหญ่กว่าก็คือใบพัดพร้อมกับแหวนที่สวมอยู่
Cavitation-Abrasion-การกัดกร่อน
ส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นกับปั๊มพลังงานดูดสูง คาวิเทชันคือการกำจัดโลหะเนื่องจากความเค้นเฉพาะที่สูงซึ่งเกิดขึ้นในพื้นผิวโลหะจากการระเบิดของฟองอากาศไอของโพรงอากาศ ในสภาพแวดล้อมที่มีการเสียดสีและการกัดกร่อน วัสดุฐานจะถูกกัดเซาะออกไปเนื่องจากอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะถูกเร่งไปยังพื้นผิวของใบพัดโดยแรงกระตุ้นของฟองอากาศคาวิเทชัน ซึ่งเร่งกระบวนการกัดกร่อน
ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ
แม้ว่าคู่มือนี้จะไม่ใช่แนวทางที่ครอบคลุมในการเลือกปั๊มเมื่อถ่ายโอนของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แต่หวังว่าจะช่วยให้ผู้ใช้มีภาพรวมของความท้าทาย ตลอดจนปัจจัยสำคัญบางประการที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกปั๊ม มีหลายสิ่งที่ต้องพิจารณา ตั้งแต่ประเภทของของเหลวที่ขนส่งไปจนถึงการเลือกวัสดุก่อสร้างเครื่องสูบน้ำที่เหมาะสม
Users should start by gathering information on the fluid to be pumped. Second, gather information on application requirements and environmental conditions. Then, consult a pump professional who can advise in selecting the proper pump for the job taking all of the above factors into consideration.
Reference：www.pumpsandsystems.com