В производстве насосов полимеры перестали быть прихотью инженеров, пытающихся найти более дешевые решения. Они стали материалом выбора для химически активных сред в химии, нефтехимии и водоснабжении.
Фото: «Химагрегат» В насосе ГХН Q/H.1 проточная часть футерована фторопластом
Елена Иванова
Фторопласт или сталь? Почему полимеры теснят металл
В последние годы производители насосов для химической промышленности, водоподготовки и смежных отраслей активно внедряют полимеры вместо традиционной стали. Фторопласты различаются методами изготовления из них деталей и заготовок, но функционал у них один — работа в агрессивных средах. Этот технологический тренд связан с повышением требований к промышленной безопасности, а также необходимостью снизить затраты на эксплуатацию и увеличить сроки службы оборудования.
Использование фторопласта в качестве основного материала связано с его высокой химической стойкостью и отсутствием коррозионных механизмов, характерных для металлов. В отличие от нержавеющих сталей, подверженных питтинговой и щелевой коррозии, а также стресс-коррозионному растрескиванию, фторопласт не вступает в электрохимические реакции с большинством кислот, щёлочей и солевых растворов. Это позволяет существенно снизить риск разрушения оборудования и загрязнения перекачиваемой среды продуктами коррозии. Кроме того, полимеры сохраняют стабильные механические свойства при умеренно повышенных температурах, что делает его пригодным для широкого спектра технологических процессов.
Фото: «Химагрегат» Серия насосов из полимерных материалов для агрессивных сред
Горизонтальные центробежные насосы серии
АХН Q/H.2 из полимерных материалов PP / PE / PVDF — пример удачного импортозамещения
Задачи заменить металлы и сплавы на полимеры перед производителями насосов не стоит, говорит менеджер АО Группы компаний «Химагрет»» Артем Чужаков, хотя тренд налицо:
— Утверждать, что полимерные насосы могут заменить насосы из различных металлов и сплавов нельзя. Но в некоторых случаях полимерные насосы выглядят предпочтительней, вследствии того что полимеры не корродируют в агрессивных средах.
Выпускаемые компанией насосы серии АХН Q/H.2 разработаны для использования в самых тяжёлых условиях эксплуатации и применяются для перекачивания различных агрессивных и токсичных жидкостей, в том числе, с содержанием твердых включений. Насосы используются в установках регенерации, травильных линиях, производстве удобрений и химической промышленности. Выпуск этих агрегатов был налажен после того, как немецкие производители сходных агрегатов, как, например, Munsch и Friatec перестали поставлять свою продукцию в Россию.
Полностью полимерный корпус и массивная крышка обеспечивают долговечность работы в агрессивных средах с твердыми включениями, а металлические накладки позволяют выдерживать высокое давление. Механическое торцевое уплотнение обладает повышенной устойчивостью в средах с твердыми включениями. Пружина уплотнения выполнена из стали 316L с покрытием PTFE в качестве защиты от рабочей среды.
Пары трения торцевого уплотнения из высокочистого карбида кремния SSiC + SSiC, имеющего экстремальную стойкость к износу и высокую коррозийную стойкость в кислотной и щелочной среде.
Фото: «Химагрегат» Насос АХН Q/H2
Гидравлическая часть насоса полностью выполнена из полимерных материалов большой толщины так, что ни одна механическая деталь не вступает в контакт с рабочей жидкостью.
Технические характеристики АХН Q/H2
- Диапазон расходов, м3 / ч: 6,3-400
- Диапазон напоров, м: 5 — 80
- Диапазон температур перекачиваемой жидкости, °С: от -20 до +110 в зависимо- сти от исполнения.
- Плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3: до 1850
- Герметичность на валу обеспечивает- ся торцевым уплотнением.
Полимеры в насосах: дешевле, но не хуже по качеству
С экономической точки зрения, применение фторопласта обеспечивает заметное снижение стоимости жизненного цикла оборудования. Отсутствие необходимости в антикоррозионной защите, уменьшение затрат на техническое обслуживание и ремонт, а также сравнительно низкая стоимость самого материала по сравнению с высоколегированными сталями позволяют достичь экономии, которая в ряде случаев оценивается в десятки процентов. Особенно это актуально для отраслей с высокой химической нагрузкой, таких как водоочистка, где оборудование работает в непрерывном режиме и подвергается постоянному воздействию реагентов.
— Пластиковые насосы и с пластиковой проточной частью применяют для химически активных сред, в нефтехимии и химии. Пластик дешевле нержавейки, но обладает хорошей химстойкостью. Его бич — твердые включения, они стирают пластик. Применение разных полимеров в производстве насосов при условии невысоких температур до + 70 градусов по Цельсию, а в некоторых случаях — 120 градусов перекачиваемой жидкости, позволяет значительно снизить стоимость насосов,— замечает Артем Чужаков.
Практика применения фторопласта охватывает широкий спектр отраслей. В системах водоподготовки и опреснения, широко распространённых в странах Ближнего Востока, о чем писал журнал «Химагрегат», этот материал используется для кислотной очистки мембран и дозирования коагулянтов. В химической промышленности полимеры применяются для транспортировки кислот, щелочей и солевых растворов.
Производители насосов активно внедряют полимеры, но с учетом ограничений. Например, материал склонен к стресс-коррозионному растрескиванию. Материал чувствителен к ультрафиолету и некоторым органическим растрворителям.
Отрасль активно реагирует на эти вызовы, предлагая инженерные решения, направленные на повышение надёжности агрегатов с использованием полимеров. Насос АХН Q/H2 — хороший пример гибридного решения, сочетающего металлические и полимерные элементы. Дополнительную роль играет внедрение систем мониторинга, позволяющих контролировать давление, температуру и вибрации в реальном времени и тем самым предотвращать аварийные ситуации.
Использование фторопласта перестало быть частным инженерным решением и превратилось в системный подход отрасли к новым экономически эффективным материалам.