Seramik Muhafaza Kabukları ile Pompa Performansının İyileştirilmesi
Bir pompanın performansını ve hizmet ömrünü etkileyen en önemli değişkenlerden biri milin sızdırmazlığıdır. Sızdırmazlık halkaları veya kartuşlar yaygın çözümlerdir, ancak manyetik kaplinler daha yüksek verimlilik sağlayabilir. Gelişmiş seramik, özellikle zirkonyum oksit FZM, geliştirilmiş enerji verimliliği, korozyon direnci ve performans için pompa endüstrisinde faydalı bir malzeme olduğunu kanıtlamaktadır.
Manyetik tahrikli pompalarda, pompa rotoru ile motor arasında mekanik bir bağlantı yoktur. Bunun yerine, sürücü dönen mıknatıslar aracılığıyla iletilir. Motora bağlı harici mıknatıslar ile pompa rotoruna bağlı dahili mıknatıslar arasında muhafaza kabukları kullanılır. Bu çözüm, agresif ortamları pompalarken pompa güvenliğini artıran sızıntısız sızdırmazlık sağlayabilir.
Ek bir güvenlik düşüncesi, muhafaza kabuğunun malzemesidir. Çalışırken, yaygın olarak kullanılan metaller, manyetik indüksiyon tarafından tetiklenen ısı üretir. Bu ek ısıya, termal olarak hassas maddeler pompalanırken izin verilmez ve soğutma sıvısı arızası durumunda pompanın hızla aşırı ısınmasına neden olur. Ek ısı, pompalanan ortamın buharlaşmasına ve kavitasyona da katkıda bulunabilir.
Gerçek Dünya Uygulamaları
Bir vaka çalışmasında, iki yıllık çalışmadan sonra revizyon için fabrikaya birkaç pompa gönderildi. Pompalanan ortam, yaklaşık yüzde 5'lik bir ağartma toprağı içeriğine sahip 110°C (230 F) sıcak yağdı. Tüm akış taşıyan bileşenler, dahili sirkülasyon kanalları ve dar boşluklar temizlenmiş veya topraklanmıştır. Ancak seramik kabuk üzerinde herhangi bir aşınma izi tespit edilememiştir. Bu nedenle, onarılan pompaya yeniden takılabilir.
Farklı bir pompa üreticisine ait başka bir örnekte, hatalı dış yataklar, dış mıknatısın muhafaza kabuğuna sürtünmesine neden oldu. Yaklaşık 0,4 milimetre (mm) derinliğe sahip bir öğütme yolu dışında, seramik muhafaza kabuğu hasarsız kaldı. Böylece pompanın tamamı kurtarılabildi ve sadece yatakların değiştirilmesi gerekiyordu. Bu uygulamada, kabuk yaklaşık 40 barlık bir basınç altındaydı. Yine seramik malzeme manyetik olmayan özelliği, yüksek kırılma tokluğu ve yüksek mekanik mukavemeti ile güvenlik ve performans sağlamıştır.
Seramikle Enerji Verimliliği
Ek olarak, iki mıknatıs arasındaki boşluk, performansı korumak için önemlidir. Bu boşluğu mümkün olduğunca küçük tutmak için kutunun et kalınlığı silindirik alanda yaklaşık 2 ila 4 mm'ye düşürülür. FZM zirkonyum oksit, düşük elastisite modülü nedeniyle belirli bir elastik deformasyona direnebilir, böylece tüm stresler 60 bar'a kadar olan basınçlarda bile emilebilir.
Yağ veya sülfürik asit taşıma gibi uygulamalar oda sıcaklığında gerçekleşmez. Genellikle sıcaklık gereksinimleri, yalnızca birkaç malzemenin kullanılabileceği yerlerde belirlenir. FZM, önemli değişiklikler olmaksızın 450 C'ye (842 F) kadar olan sıcaklıklarda kullanılabilir. Tüm malzemeler bu sıcaklıklarda genleştiği için gerilimler ortaya çıkabilir. Bu seramik malzemenin bir avantajı, metale güvenilir bir şekilde yapışmasını sağlayan, dökme demirinkine benzer termal genleşme katsayısıdır. Seramik kabuk metalle birlikte genişler ve daha büyük gerilim farklarından kaçınılır.
Kimya endüstrisi sadece sıvı ile değil, aynı zamanda hem patlayıcı hem de yanıcı olabilen katı ve gaz halindeki maddelerle de ilgilenmektedir. Bu uygulama alanında uzmanlaşmak için elektrik yüklerinin deşarjı garanti edilmelidir. Almanya Braunschweig'deki Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ile birlikte IEC 60093 ve IEC 60167'ye göre elektrik deşarj kapasitesini belirlemek için kapsamlı ölçümler yapıldı. Ek bir dış kaplama yardımıyla yüzey direnci ve toprak kaçağı direnci (RA < 106 Ω) sınır değerlerin önemli ölçüde altındaydı. Bu, modifiye edilmiş bir seramik muhafaza kabuğunun tüm yanıcı ortamlarla temas halinde ve herhangi bir patlayıcı atmosferde kullanılabileceği anlamına gelir.
1987'den beri, daha önce bahsedilen üreticilerden biri tarafından yapılan pompalara seramik kabuklar takılmıştır. Seramik kabuklar orijinal olarak 3,5 mm duvar kalınlığı ile tasarlanmış olup, standart tasarıma kıyasla manyetik mesafeyi önemli ölçüde iyileştirir ve yüzde 30 daha düşük iletim gücü sağlar. Verilen yük ve sınır koşulları altında farklı yapı varyantları üzerinde sayısal bir gerilme analizi yardımıyla ideal boyutlar belirlenmiştir. Muhafaza kabuğunun silindirik kısmının duvar kalınlığı, maksimum basınç yüküne dayanmasına rağmen, belirleyici değildir. Dışbükey ve flanş uçlarına geçiş tasarımları çok daha önemlidir. Bu, aynı basınç direncini korurken ve tam değiştirilebilirlik sağlarken duvar kalınlığını 1,9 mm'ye düşürmeyi mümkün kıldı.