چه عواملی باعث فرسودگی لاینرهای داخلی پمپ اسلاری می‌شوند؟

لاینرهای داخلی پمپ اسلاری از اجزای حیاتی در سیستم ‌های پمپاژ دوغاب (اسلاری) هستند که نقش محافظت از بدنه پمپ در برابر سایش و خوردگی ناشی از جریان مواد ساینده را ایفا می‌کنند. فرسودگی زودرس این لاینرها می‌تواند منجر به کاهش راندمان پمپ، افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و حتی توقف خط تولید شود. در این مقاله به بررسی جامع عوامل مؤثر بر فرسودگی لاینرهای داخلی پمپ اسلاری می‌پردازیم.

1. عوامل سایشی (Erosion)

1.1. ذرات ساینده در دوغاب

• اندازه ذرات: ذرات بزرگ‌تر انرژی جنبشی بیشتری دارند و باعث سایش شدیدتر می‌شوند.
• سختی ذرات: موادی مانند سیلیس، آلومینا و کاربیدهای سخت سایش بیشتری ایجاد می‌کنند.
• غلظت ذرات: افزایش درصد جامدات در دوغاب مستقیماً با نرخ سایش مرتبط است.
• شکل ذرات: ذرات زاویه‌دار و تیز نسبت به ذرات گرد سایش بیشتری ایجاد می‌کنند.

1.2. سرعت جریان

• سرعت بالای جریان دوغاب باعث افزایش نیروی برخورد ذرات به سطح لاینر می‌شود.
• معمولاً سرعت بهینه بین 3 تا 6 متر بر ثانیه توصیه می‌شود.

1.3. زاویه برخورد

• برخورد ذرات با زاویه کم باعث سایش سطحی (erosion) می‌شود.
• برخورد عمودی بیشتر باعث ایجاد حفره (impingement) می‌گردد.

2. عوامل خوردگی (Corrosion)

2.1. خوردگی شیمیایی

• وجود اسیدها یا بازهای قوی در دوغاب می‌تواند باعث خوردگی شیمیایی لاینرها شود.
• pH خارج از محدوده 6-9 معمولاً خطرناک محسوب می‌شود.

2.2. خوردگی الکتروشیمیایی

• تماس بین فلزات مختلف در محیط الکترولیت (دوغاب) می‌تواند ایجاد خوردگی گالوانیک کند.
• نقاط حساس مانند جوش‌ها و اتصالات بیشتر در معرض این نوع خوردگی هستند.

2.3. خوردگی حفره‌ای (Pitting)

• در حضور یون‌های کلرید و سولفات احتمال این نوع خوردگی افزایش می‌یابد.

3. عوامل مکانیکی

3.1. کاویتاسیون

• تشکیل و ترکیدن حباب‌ های بخار در مناطق کم فشار پمپ باعث ایجاد امواج ضربه‌ای می‌شود.
• این پدیده می‌تواند باعث ایجاد حفره و ترک در سطح لاینر شود.

3.2. تنش‌های مکانیکی

• تنش‌های ناشی از نصب نادرست
• تنش‌های حرارتی ناشی از تغییرات دمایی
• خستگی مواد در اثر سیکل‌های مکرر کارکرد

3.3. ارتعاشات

• ارتعاشات غیرعادی پمپ می‌تواند باعث شل شدن اتصالات و سایش موضعی شود.

4. عوامل محیطی

4.1. دمای کارکرد

• دمای بالا می‌تواند باعث کاهش استحکام مواد و تسریع خوردگی شود.
• تغییرات ناگهانی دما ممکن است باعث ایجاد ترک‌های حرارتی شود.

4.2. حضور اکسیژن

• اکسیژن محلول در آب می‌تواند فرآیندهای خوردگی را تسریع کند.

4.3. مواد شیمیایی خاص

• حضور سولفیدها، کلریدها و سایر مواد خورنده در دوغاب

5. عوامل مربوط به طراحی و انتخاب مواد

5.1. انتخاب نادرست جنس لاینر

• عدم تطابق خواص مواد با شرایط کارکرد
• مقاومت ناکافی در برابر سایش یا خوردگی

5.2. طراحی هیدرولیکی نامناسب

• طراحی غیربهینه مسیر جریان
• وجود مناطق با سرعت موضعی بالا
• وجود نقاط مرده (dead spots) که باعث رسوب‌گذاری می‌شود

5.3. ضخامت ناکافی لاینر

• محاسبه نادرست عمر مفید و ضخامت مورد نیاز

6. عوامل عملیاتی

6.1. شرایط کارکرد خارج از طراحی

• کارکرد پمپ در دبی یا فشار نامناسب
• کارکرد مداوم در نقاط با راندمان پایین

6.2. راه‌اندازی و توقف‌های مکرر

• ایجاد شوک هیدرولیکی در هر بار راه‌اندازی
• تغییرات ناگهانی در شرایط جریان

6.3. عدم تعادل هیدرولیکی

• توزیع نامناسب جریان در اطراف لاینر
• ایجاد جریان‌های گردابی موضعی

7. عوامل مربوط به نگهداری

7.1. بازرسی‌های دوره‌ای ناکافی

• عدم تشخیص به موقع علائم فرسودگی
• عدم نظارت بر ضخامت باقیمانده لاینر

7.2. تعمیرات نامناسب

• استفاده از روش‌های جوشکاری غیراستاندارد
• عدم رعایت مشخصات فنی در تعویض لاینرها

7.3. تمیزکاری نامناسب

• باقی ماندن ذرات ساینده در سیستم پس از توقف
• استفاده از روش‌های تمیزکاری خشن

8. عوامل متفرقه

8.1. اثرات ترکیبی سایش-خوردگی

• سایش لایه‌های محافظ اکسیدی و تسریع خوردگی
• افزایش نرخ سایش در حضور خوردگی

8.2. پدیده‌های تریبوشیمیایی

• واکنش‌های شیمیایی در سطح تماس تحت اثر سایش

8.3. تخریب حرارتی

• در کاربردهای با دمای بسیار بالا

راهکارهای کاهش فرسودگی

1. انتخاب مواد مناسب:
   • استفاده از فولادهای ضدسایش (مثل Hardox)
   • به کارگیری لاینرهای لاستیکی یا پلی‌اورتان برای کاربردهای خاص
   • استفاده از پوشش‌های سرامیکی در موارد حساس
2. بهینه ‌سازی طراحی:
   • طراحی هیدرولیکی مناسب برای توزیع یکنواخت جریان
   • کاهش سرعت موضعی در مناطق حساس
   • بهینه‌سازی هندسه لاینر
3. کنترل شرایط عملیاتی:
   • کارکرد پمپ در محدوده طراحی شده
   • اجتناب از کارکرد در ناحیه کاویتاسیون
   • کنترل دمای دوغاب
4. برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه:
   • بازرسی‌های منظم و اندازه‌گیری ضخامت لاینر
   • تعویض به موقع لاینرهای فرسوده
   • ثبت تاریخچه فرسودگی برای پیش‌بینی عمر مفید
5. اصلاح مشخصات دوغاب:
   • کاهش اندازه ذرات ساینده در صورت امکان
   • کنترل pH و خواص شیمیایی دوغاب
   • استفاده از افزودنی‌های کاهش‌دهنده سایش

نتیجه‌گیری

فرسودگی لاینرهای داخلی پمپ اسلاری پدیده‌ای پیچیده است که تحت تأثیر عوامل متعدد سایشی، خوردگی، مکانیکی و عملیاتی قرار دارد. درک این عوامل و اثرات متقابل آنها برای انتخاب راهکارهای مناسب افزایش عمر لاینرها ضروری است. با اتخاذ رویکردی سیستماتیک شامل انتخاب مواد بهینه، طراحی مناسب، کنترل شرایط کارکرد و اجرای برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه می‌توان هزینه‌های ناشی از فرسودگی لاینرها را به میزان قابل توجهی کاهش داد.

برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید.