Сергей Григорьев – Зам. генерального директора АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ»
Владимир Фомичев – Начальник конструкторской группы
Игорь Попов– Ведущий конструктор
Рынок насосного оборудования в России переживает масштабную структурную перестройку. После ухода в 2022 году ведущих европейских производителей (Friatec, Munsch, Someflu, Grundfos, Wilo, KSB, Sulzer, Pedrollo и др.) перед отраслью насосостроения встала задача не просто закрыть дефицит, а выстроить собственное производство и сервисную инфраструктуру. В 2026 году понятие «импортозамещение» фактически трансформировалось в необходимость обеспечения полного жизненного цикла насосного оборудования: поставка запчастей, гарантия, сервисная поддержка, подтверждённый опыт эксплуатации. Этим вопросам, а также разработке необходимого нового насосного оборудования в том числе и с неметаллической проточной частью на предприятии АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ» уделяется повышенное внимание.
Обзор насосов из полимерных материалов фирмы FRIATEC
Насосы из полимерных материалов – это стандартные насосы, соответствующие нормам DIN EN 22858 и требованиям ISO 2858. Это значит, что они по своим габаритам и присоединительным размерам, по своим техническим характеристикам (по подаче и напору) взаимозаменяемы с другими химическими насосами аналогичного типоразмера.
Стандартные химические насосы фирмы FRIATEC-Rheinhütte GmbH & Co. KG из полимерных материалов считаются лучшими на мировом рынке. Более чем 150-ти летний опыт компании в подборе материалов и проектировании насосов гарантирует оптимальное решение любой производственной задачи.
Конкурентные преимущества полимерных насосов фирмы FRIATEC:
1. БЕЗОПАСНОСТЬ. Ультрафиолетовое излучение и механические нагрузки очень часто сокращают срок службы насоса, изготовленного из полимерного материала. В насосе типа CPDR устанавливается прочный металлический «панцирь» из стали GGG 40.3. «Панцирь» защищает полимерную проточную часть (корпус насоса) и снижает до минимума силовое воздействие (давление) трубопроводной обвязки на полимерный материал.
2. НАДЕЖНОСТЬ. Уплотнения фирмы Rheinhütte Pumpen надежно защищают вал при перекачке даже сложных сред. Система уплотнений, предназначенная для перекачки сред с содержанием твердых включений, существенно продлевает срок службы наиболее чувствительных элементов насоса. А оптимальная конструкция уплотнения обеспечивает его быстрый монтаж и демонтаж.
3. МНОГООБРАЗИЕ. При подборе материала и типоразмера насоса всегда учитываются пожелания заказчика и специфика его производства. Для оптимального решения производственных задач предлагается 22 различных типоразмера насосов с максимальной производительностью до 2500 м3/ч. Исходя из состава перекачиваемой среды, предлагаются насосы из следующих полимерных материалов: PP, PE 1000, PVDF или PTFE.
4. ПРОЧНОСТЬ. Прочный корпус подшипников обеспечивает незначительные прогибы вала и увеличивает срок службы подшипников качения, а также торцевого уплотнения в пределах допуска.
5. ОПТИМИЗАЦИЯ. Износостойкие вставки и уплотнения позволяют транспортировку сред с содержанием твердых включений до 30%.
Разрез насоса типа CPDR с отмеченными выше конкурентными преимуществами представлен на рис. 1.
Рис. 2 – Разрез насоса типа CPDR с перечисленными конкурентными преимуществами
Конструктивная схема насоса типа CPDR представлена на рис. 2.
1 — спиральный корпус из: PTFE, PVDF, PE 1000 или PP; 2 — рабочее колёс открытого типа с лопатками на тыльной стороне; 3 — одинарное торцевое уплотнение; 4 — прочный металлический панцирь; 5 — массивная опора подшипника: смазка жидкая или вязкая
Рис.2 — Исполнение насоса типа CPDR с одинарным торцевым уплотнением и патрубками для подвода затворной и промывочной жидкости (CPDR CSQRA)
Рабочие поля характеристик насосов из полимерных материалов фирмы FRIATEC для различных оборотов ротора представлены на рис. 3 и 4.
Рис.3 — Рабочие поля характеристик насосов для оборотов ротора = 1450 об/мин
Рис.4 — Рабочие поля характеристик насосов для оборотов ротора = 2900 об/мин
Насосы фирмы FRIATEC широко используются на различных промышленных предприятиях, в том числе и на ПАО Магнитогорском металлургическом комбинате.
Обзор насоса из полимерных материалов АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ», разработанного и поставленного в ПАО Магнитогорский металлургический комбинат
Необходимость в разработке и поставке насоса из полимерных материалов с номинальным расходом перекачиваемой Q=28 м3/м и напором Н=68 м возникла в порядке реализации государственной политики импортозамещения после ухода с Российского рынка насосного оборудования ведущих западных фирм, в том числе и фирмы FRIATEC. Разработка насоса АХН 28/68.2 была осуществлена специалистами АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ» в сжатые сроки с использованием имеющегося на предприятии научно-технического опыта и задела. При разработке насоса использовалась концепция конструктивного исполнения в соответствии собственным патентом RU 2867400 C1 F04D 29/22 (2006.01) «Центробежный насос». Технической сутью этой концепции является:
— получение универсального центробежного насоса за счет установки вариантов деталей, формирующих его проточную часть;
— уменьшение габаритных размеров за счет наличия бокового кольцевого сборника, сформированного внутренней поверхностью корпуса, имеющего боковой вход со стороны выхода из направляющего аппарата и радиальный выход со стороны выходного патрубка, а также за счет профилирования направляющего аппарата;
— снижение трудоемкости изготовления и финансовых затрат как в единичном количестве, так мелко- и крупносерийном производстве насосов;
— адаптация (трансформирование) насоса под требуемые параметры и условия эксплуатации в соответствии с требованиями заказчика.
Эксплуатация насоса осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации изготовителя (руководством по эксплуатации и паспортом) и практически не отличается от соответствующих требований, предъявляемых к центробежным насосам традиционного исполнения.
На рис. 5 изображена изометрическая проекция насоса в разобранном виде с указанием основных деталей.1 — выходной патрубок (варианты); 2 -крышка верхняя (варианты); 3 — стенка передняя; 4 — входной патрубок (варианты); 5 — крышка передняя; 6 — обтекатель с винтом (варианты); 7 — корпус насоса (варианты); 8 — направляющий аппарат (варианты); 9 — крыльчатка (варианты); 10 — стенка с корпусом уплотнения (варианты); 11 — детали уплотнения (варианты); 12 — стенка задняя с переходником; 13 — вал с подшипниками; 14 — ротор (обозначен как объединение деталей, а именно 6 обтекатель с винтом, 9 крыльчатка, 11 детали уплотнения и 13 вал с подшипниками)
Насос АХН 28/68.2 после изготовления прошел полный цикл гидравлических испытаний и доводочных работ с целью получения требуемых энергетических характеристик и параметров. Гидравлические испытания проводились на заводском сертифицированном гидравлическом стенде. Фотография насоса во время проведения испытаний представлена на рис. 6.
Энергетические характеристики насоса АХН 28/68.2 в первоначальном исполнении представлены на рис. 7.
Реализованное конструктивное исполнение насоса АХН 28/68.2 позволило выполнить в корпусе насоса необходимые изменения и доработки проточной части без изменения его геометрических размеров.
Энергетические характеристики насоса АХН 28/68.2 после выполнения доводочных работ представлены на рис. 8.
В результате выполнения специалистами АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ» комплекса необходимых доводочных работ получены энергетические характеристики насоса АХН 28/68.2 полностью удовлетворяющие технические требования заказчика с КПД на уровне лучших зарубежных аналогов. Это позволило скомплектовать электронасосный агрегат электродвигателем мощностью N=18,5 кВт вместо 30 кВт у лучшего китайского аналога такого насоса. Первоначально разработанный для работы в суровых условиях, а именно в агрессивных растворах для травления стали, насос АХН.Q/H.2М является универсальным и надежно работает в самых разнообразных коррозийных и абразивных средах во всех областях промышленности.
Отличительные особенности насоса АХН.Q/H.2М и конкурентные преимущества:
1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК, адаптируемых под требуемые параметры и условия эксплуатации, за счёт замены в одном корпусе отдельных составных частей, деталей, узлов различной конфигурации, формирующих его гидравлическую проточную часть.
2. НИЗКОЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ (высокая энергоэффективность).
3. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ КОМПОНОВКА структурно-параметрической адаптируемой конструкции центробежного насоса с реализацией подетальной и узловой сборки отдельных функционально связанных деталей (модулей).
4. РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ. Модульная конструкция насоса позволяет произвести быструю замену быстроизнашивающихся частей.
5. КОМПАКТНОСТЬ, ПРОСТОТА И УДОБСТВО обслуживания (одинаковые виды уплотнений для всех моделей насосов).
6. НАДЕЖНОСТЬ (длительный срок эксплуатации).
7. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПРОТОЧНАЯ ЧАСТЬ выполнена полностью из пластика большой толщины из различных материалов (PP или PP-EL, PVDF или PVDF-EL). Проточная часть также может быть изготовлена из таких видов пластика, как полиэтилен, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, поливинилиденфторид, полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон. Ни одна металлическая деталь не вступает в контакт с рабочей жидкостью. Все пластиковые детали изготавливаются из заготовок, которые соответствуют специальным требованиям заказчика и спецификациям. При подборе материала и типоразмера насоса всегда учитываются пожелания заказчика и специфика его производства.
8. КОМПЛЕКТОВАНИЕ ТОРЦЕВЫМИ УПЛОТНЕНИЯМИ с трущимися парами из Sic/Sic или SiC/C в зависимости от характеристик перекачиваемой жидкости, которые соответствуют самым высоким производственным и технологическим требованиям, как одинарными, так и двойными. Возможна работа уплотнений без подвода и с подводом охлаждающей жидкости (на «проток» и с «термосифонным» охлаждением как с пассивным, так и с принудительным) для работы в сложных условиях эксплуатации.
9. БЕЗФУНДАМЕНТНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ (установка на собственной опорной плите), обеспечивающее простоту монтажа и демонтажа, работу без дополнительных напряжений корпуса со стороны обвязки трубопроводов.
Таким образом на примере созданного в АО «Химагрегат» насоса можно с уверенностью говорить о реальном импортозамещении в этом секторе рынка. Полностью отечественная продукция не отличается по своим параметрам производительности и надежности от лучших немецких и китайских образцов. Что касается цены изделия, то она в 2-3 раза меньше, чем у немецких производителей.