Које електричне поткопане пумпе не могу да се корозирају у канализацији?

Материјали отпорни на корозију за електричне потапане пумпе у канализацији

Нефрђајући челик против ливеног гвожђа против полимерских корпуса: Реал-светски перформансе у анаеробним отпадним водама

Неродно челик је веома популаран за канализационе системе јер има само-исцељивајући слој хром оксида који чини сву разлику када се бавите абразивним чврстим материјама које стално гребају површине пумпа. Узмимо 316L нерђајући челик, на пример. Може да се носи са нивоом сулуфида водоника око 50 делова на милион у подручјима где је кислород ретко, што смањује оскудице за око две трећине у поређењу са обичним старим ливеним гвожђем. Сада ливено гвожђе чини јефтиније на први поглед, али постоји проблем. Његова микроскопска структура је обично пуна малих рупа које ухватију корозивне ствари, што води до формирања јама и других локалних оштећења током времена. Затим имамо полимере као што је полипропилен. Довољно су отпорни на већину хемикалија, али постају меки и гнусни када температура пређе 60 степени Целзијуса. То их ограничава на њихову корисност у местима где се налазе тешки оптерећења или где температуре често варијатују. Ако погледамо шта се заправо дешава у општинским срединама, ливено гвожђе покрыто епоксидним слојем обично издрже око три до пет година у просечним условима канализације. У међувремену, дуплексни нерђајући челик траје више од десет година, што има смисла и из економског погледа упркос већој цени унапред, јер штеди новац у дугорочном смислу.

Зашто су дуплексни и супердуплексни нерђајући челик оптимални за тешке електричне поткопане пумпе

Дуплекс (UNS S32205) и супер дуплекс (UNS S32750) класе нерђајућег челика мешају аустенитне и феритичне структуре, што им даје приближно двоструку чврстоћу у поређењу са редовним 316L нерђајућим челиком. То их чини посебно погодним за те чврсте електричне поткопане пумпе које се баве преко 100 тона чврстог материјала дневно. Оно што се заиста истиче је то што њихова уравнотежена унутрашња структура се бори против кркања хлоридом под стресом (CISCC). Ова врста оштећења је заправо један од главних разлога због којих опрема не функционише у обалним подручјима или местима где је слама вода уобичајена. Супер дуплексна верзија иде још даље са око 3 до 4 посто садржаја молибдена, који делује као штит против микробног корозије узроковане бактеријама које смањују сулфат. Теренски тестови у окружењу отпадног воде показују да ове специјалне легуре могу смањити замену за око 70% када су изложене тешким условима. Плус, добро заваривају да би поправке на терену биле практичне, посебно важно за компоненте као што су покретачи који узимају много механичких ударака током рада.

Епокси-покривено ливено гвожђе и хибридни полимери: балансирање трошкова, дуговечности и компатибилности са електричним поткопаним пумпама

Епоксично премазано ливено гвожђе остаје буџетски прихватљива опција за многе апликације, посебно јер ови фузијски везани премази стварају заштитни слој дебелине од 250 до 500 микрона који добро функционише у нивоима pH од 4 до 10. Проблем настаје када ове премазе почињу да се пропадају у областима где има много механичког стреса, као што су близу резача за рол. Када се то деси, често видимо галваничку корозију која се пробива између голог метала и преосталог премаза. Ако погледамо алтернативне материјале, хибридни материјали као што је ПВДФ-упорна полимер (ФРП) који се појачавају влакнама, истичу се зато што се боље отпорну на хемикалије и скоро 40 посто лакши су од традиционалних металних опција. Ова разлика тежине олакшава монтажу и мање наметну подржавајуће конструкције. Неки новији пројекти сада укључују жртвени аноде уграђене у полимерске волуте, за које је доказано да опрема траје поуздано око осам година чак и у благо корозивним отпадним водама. Када бирају материјале за електричне поткопане пумпе, инжењери морају узети у обзир како различите компоненте раде заједно. Моторски пломби морају да се правилно уједначе, хидрауличка оптерећења морају да буду схваћена, а и управљање топлотом постаје критично. У супротном, проблеми као што су деламинација или оштећење од кавитације могу се развити током времена.

Како хемија канализације убрзава корозију у електричним поткопачним пумпама

Окружење канализације јединствено појачава корозију кроз три међусобно повезана фактора:

Тројка корозивних материја: ниско растворен кислород, флуктуација pH и биофилми који стварају сулфид

Хемија канализације напада електричне поткопане пумпе помоћу синергистичких хемијских, електрохемијских и биолошких механизама:

• Ниско растворен кислород (ДО < 1 мг/л) покреће анаеробне услове у којима се бактерије које смањују сулфат (SRB) множе и претварају сулфате у водоник сулфид (H2S)
• Флуктуација pH , често падајући испод 6,5, повећава валатилност Х2С и убрзава електрохемијске реакцијеанализа пропадања цеви показује да сваки пад pH 0,5 јединице удвостручује стопу корозије
• Биофилми који оксидирају сулфиде метаболизирају Х2С у сулфурну киселину, стварајући локализоване киселине зоне са pH ниским од 13 које пробијају пасивне слојеве оксида

Комбинација ових три фактора доводи до тога што је познато као микробиолошки утицајна корозија (МИК), која чини око 20 посто свих неуспјеха цевоводња широм света. Електричне потапане пумпе су посебно рањиве на проблеме са МИК-ом. Видимо оштећење металних делова, затварање које се брже разбија због киселих супстанци које се производе, плус овај проводни биофилм који се формира на намотањима мотора који се заиста могу покварити са изолационим својствима. Ствари се погоршавају када ниво сулфата пређе 200 мг по литру у води. Корозија се у односу на обичне условине воде брже од три до пет пута. И температура такође игра улогу. За сваких пет степени Целзијуса изнад границе од 20 степени, стопа корозије се повећава за око 30%. То чини велику разлику у реалним апликацијама.

Напређене инжењерске карактеристике које продужавају трајање електричне поткопане пумпе у корозивним отпадницама

Херметички запечаћени мотори са инертним пуњењем гасом и двоструким механичким запљуцима

Мотори који су потпуно запечаћени и испуњени азотом спречавају унутрашње делове да дођу у контакт са корозивним отпадом, што је веома важно на местима где нема кисеоника јер се метали брже распадају када ниво кисеоника опадне. Ови мотори имају два механичка затвара која делују као резервна заштита од уласка водоник сулфида и држећи ван оне цврсте материје које могу проузроковати оштећење током времена. Тестирање у стварном свету показује да ове специјалне пумпе трају око три пута дуже од редовних када се баве анаеробним условима канализације. Осим тога, азотни гас заправо помаже у преносу топлоте, тако да мотор остаје на конзистентној температури чак и када ради без заустављања дуже време.

Интегрисана катедска заштита и стратешко постављање жртвене аноде

Катодна заштита помаже у заустављању електрохемијске корозије која утиче на делове потопљених пумпа. Када инсталирамо цинк или магнезијумске жртвене аноде, оне имају тенденцију да се прво кородирају, штитећи важне компоненте од нерђајућег челика као што су валови пумпе, подршке и појачање прстенова око волута. Стављање ових заштитних елемената близу подручја где се најчешће дешава зној, као што су лопатице импелера и излазнице, чини велику разлику. Неке истраживања о проблемима корозије у установама за пречишћавање отпадних вода показују да овај приступ смањује губитак материјала на тим местима за скоро две трећине. Нова генерација електричних подводних пумпа сада је опремљена сензорима који прате колико се аноде временом износи. То омогућава да екипе за одржавање знају када је потребна замена пре него што нешто неочекивано поквари, што одржава цео систем пумпања да ради гладко и ефикасно без свих тих скупих прекида.