VS6 คาร์ทริดจ์ปั๊มไดรฟ์แม่เหล็ก (การติดตั้งในแนวตั้งหรือกึ่งย่อย))
Cat:ปั๊มแม่เหล็ก
ช่วงประสิทธิภาพ: · เส้นผ่านศูนย์กลาง: DN25 ~ DN200 · อัตราการไหล: สูงถึง 700 m³/h · หัว: สูงถึง 1,000 เมตร · ช่...
ดูรายละเอียดก ปั๊มแม่เหล็กเคมี — หรือเรียกอีกอย่างว่าปั๊มคู่แม่เหล็กหรือปั๊มขับเคลื่อนแม็ก — เป็นแบบปั๊มแรงเหวี่ยงที่ใบพัดไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยเพลากลที่ผ่านท่อปั๊ม แต่โดยสนามแม่เหล็กหมุนที่ส่งผ่านเปลือกบรรจุของปั๊ม มอเตอร์ขับเคลื่อนจะหมุนชุดแม่เหล็กด้านนอก และสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนนี้จะถูกเชื่อมต่อผ่านช่องว่างอากาศผ่านเปลือกบรรจุที่ไม่ใช่โลหะหรือโลหะที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนาเข้ากับชุดแม่เหล็กด้านในที่ติดอยู่กับใบพัด เนื่องจากไม่มีเพลาหมุนที่เจาะเข้าไปในบริเวณที่เปียกชื้น จึงไม่มีการซีลเชิงกลหรือซีลแบบกลไกที่จะรั่ว — ภายในปั๊มจะถูกปิดผนึกอย่างสมบูรณ์จากบรรยากาศตลอดเวลา โดยไม่คำนึงถึงความดันหรืออุณหภูมิของของไหลที่ถูกจัดการ
การออกแบบที่ปิดผนึกและไร้การรั่วนี้ทำให้ปั๊มแม่เหล็กเคมีเป็นโซลูชันที่ต้องการสำหรับการจัดการของเหลวที่เป็นอันตราย เป็นพิษ มีฤทธิ์กัดกร่อน ไวไฟ หรือไวต่อสิ่งแวดล้อมในการแปรรูปทางเคมี การผลิตยา การบำบัดน้ำ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่แม้แต่การรั่วไหลของของไหลเล็กน้อยยังก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย กฎระเบียบ หรือการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ การขจัดซีลเชิงกลซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ต้องใช้การบำรุงรักษามากที่สุดและเสี่ยงต่อความล้มเหลวในปั๊มแรงเหวี่ยงทั่วไป ยังช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานและเวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนในการใช้งานกระบวนการต่อเนื่องได้อย่างมาก ซึ่งความน่าเชื่อถือของปั๊มเป็นสิ่งสำคัญต่อปริมาณงานการผลิต
กลไกการเชื่อมต่อแบบแม่เหล็กที่เป็นหัวใจของปั๊มแม่เหล็กเคมีทำงานบนหลักการของการส่งแรงบิดแม่เหล็กแบบซิงโครนัส โรเตอร์แม่เหล็กด้านนอกเป็นวงแหวนหรือส่วนประกอบของแม่เหล็กถาวร — โดยทั่วไปแล้วเป็นแม่เหล็กโบรอนเหล็กนีโอไดเมียมชนิดหายาก (NdFeB) หรือแม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์ (SmCo) ที่จัดเรียงในขั้วเหนือ-ใต้สลับกัน — ติดตั้งอยู่บนตัวพาที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเพลามอเตอร์ โรเตอร์แม่เหล็กด้านในซึ่งจัดเรียงในลักษณะเดียวกันกับแม่เหล็กถาวรแบบขั้วสลับจะติดอยู่กับเพลาใบพัดและอยู่ภายในเปลือกบรรจุภายในของเหลวที่ถูกสูบ เมื่อมอเตอร์หมุนโรเตอร์ด้านนอก ขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ด้านนอกจะดึงดูดและผลักขั้วของโรเตอร์ด้านในข้ามผนังเปลือกบรรจุ โดยจะส่งแรงบิดในการหมุนไปยังใบพัดโดยไม่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างโรเตอร์ทั้งสอง
เปลือกกักเก็บ — หรือที่เรียกว่ากระป๋องหรือเปลือกแยก — เป็นส่วนประกอบที่แยกของเหลวที่ถูกสูบออกจากมอเตอร์ภายนอกและชุดแม่เหล็ก ปั๊มจะต้องบางไปพร้อมๆ กันเพื่อลดช่องว่างแม่เหล็ก (และเพิ่มประสิทธิภาพข้อต่อให้สูงสุด) แข็งแรงพอที่จะทนทานต่อแรงดันใช้งานสูงสุดของปั๊ม และไม่นำไฟฟ้า (หรือมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ) เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียกระแสไหลวนที่จะลดประสิทธิภาพและสร้างความร้อนภายในผนังกระป๋อง วัสดุเปลือกบรรจุทั่วไปประกอบด้วยโพลีเมอร์เสริมใยแก้ว (GFRP), PTFE, ฮาสเตลลอย C-276 และสเตนเลสดูเพล็กซ์ ซึ่งแต่ละชนิดเหมาะกับการผสมทางเคมีและแรงดันที่แตกต่างกัน
ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของปั๊มแม่เหล็กเคมีขึ้นอยู่กับคุณภาพ การเลือกใช้วัสดุ และการบูรณาการการออกแบบของส่วนประกอบหลักแต่ละชิ้น การทำความเข้าใจว่าแต่ละส่วนช่วยให้กระจ่างว่าทำไมการเลือกใช้วัสดุจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานปั๊มเคมี
ปลอกปั๊มบรรจุใบพัดและกำหนดเส้นทางการไหลของไฮดรอลิกตั้งแต่ดูดจนถึงระบาย ในปั๊มแม่เหล็กเคมี ท่อโดยทั่วไปผลิตจากโพลีโพรพีลีน (PP), พีวีดีเอฟ (โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์), เหล็กเคลือบ ETFE, Hastelloy C-276 หรือสแตนเลสดูเพล็กซ์ ขึ้นอยู่กับการกัดกร่อนของของไหลในกระบวนการ ใบพัดแปลงพลังงานเพลามอเตอร์เป็นพลังงานจลน์ของของไหลผ่านการกระทำแบบแรงเหวี่ยง และการออกแบบทั้งแบบเปิด กึ่งเปิด หรือแบบปิด ส่งผลต่อทั้งประสิทธิภาพทางไฮดรอลิกและความทนทานของปั๊มต่อของเหลวที่มีของแข็งแขวนลอยขนาดเล็ก ใบพัดแบบปิดให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่าและการสร้างแรงดันที่ดีกว่าสำหรับของเหลวที่สะอาด ในขณะที่ใบพัดแบบเปิดหรือกึ่งเปิดนั้นเหมาะกว่าสำหรับของเหลวข้นหรือของเหลวที่มีของแข็งอ่อนที่อาจอุดตันใบพัดแบบปิด
เปลือกบรรจุถือเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในปั๊มทั้งหมดจากมุมมองด้านความปลอดภัย โดยเป็นเพียงสิ่งกีดขวางระหว่างของเหลวในกระบวนการที่เป็นอันตรายกับสภาพแวดล้อมภายนอก ความหนาของผนังต้องเพียงพอที่จะทนต่ออัตราแรงดันส่วนต่างสูงสุดของปั๊ม ซึ่งสำหรับปั๊มแม่เหล็กเคมีมาตรฐานจะมีช่วงตั้งแต่ 10 บาร์ถึง 25 บาร์ ขึ้นอยู่กับขนาดรุ่นและวัสดุของเปลือก เปลือกบรรจุ GFRP และ PEEK ใช้สำหรับกรดอินทรีย์และกรดอนินทรีย์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เนื่องจากมีความโปร่งใสต่อสนามแม่เหล็ก (ไม่นำไฟฟ้า) ช่วยขจัดความร้อนจากกระแสไหลวนและเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อสูงสุด เปลือกบรรจุโลหะใน Hastelloy หรือเหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้เมื่อต้องการพิกัดอุณหภูมิหรือความดันที่สูงกว่า แต่ค่าการนำไฟฟ้าของพวกมันจะสร้างกระแสไหลวนในสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน ส่งผลให้ประสิทธิภาพของปั๊มลดลง 3 ถึง 8 เปอร์เซ็นต์ และสร้างความร้อนที่ต้องจัดการผ่านการไหลเวียนของของไหลภายในกระป๋อง
ชุดโรเตอร์และใบพัดด้านในของปั๊มแม่เหล็กเคมีได้รับการรองรับโดยตลับลูกปืนแบบปลอก ซึ่งไม่ใช่ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง ซึ่งหล่อลื่นและระบายความร้อนทั้งหมดด้วยของเหลวที่สูบเอง โดยทั่วไปตลับลูกปืนเหล่านี้ผลิตจากซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) คาร์บอนกราไฟท์ หรือ PEEK ที่เติม PTFE ซึ่งเป็นวัสดุที่เลือกเนื่องจากมีความแข็ง ทนทานต่อสารเคมี และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำในการทำงานที่หล่อลื่นด้วยของเหลว เส้นทางการไหลเวียนของของไหลที่หล่อลื่นแบริ่งยังช่วยระบายความร้อนออกจากภายในเปลือกบรรจุอีกด้วย นี่คือเหตุผลที่ปั๊มแม่เหล็กเคมีมีข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับการไหลของของไหลอย่างต่อเนื่องผ่านปั๊ม — การทำงานแบบแห้งหรือแม้แต่ช่วงสั้น ๆ จะทำให้แบริ่งปลอกของการหล่อลื่นและความเย็นลดลง ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรวดเร็วและเป็นภัยพิบัติภายในไม่กี่วินาทีถึงนาทีของการทำงานแบบแห้ง
โรเตอร์แม่เหล็กด้านนอกติดตั้งอยู่บนฮับคัปปลิ้งที่ยึดเข้ากับเพลามอเตอร์มาตรฐานโดยตรง ช่วยให้ปั๊มแม่เหล็กเคมีใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟรม IEC หรือ NEMA ที่มีจำหน่ายทั่วไปโดยไม่ต้องดัดแปลง ความสามารถในการเปลี่ยนแทนกันได้นี้เป็นข้อได้เปรียบในการบำรุงรักษาที่สำคัญ โดยสามารถเปลี่ยนมอเตอร์ได้โดยอิสระจากปั๊ม โดยไม่รบกวนส่วนปลายเปียกหรือการเชื่อมต่อท่อของกระบวนการ โดยทั่วไปแล้ว ตัวเรือนโรเตอร์ด้านนอกผลิตจากสเตนเลสสตีลหรือวิศวกรรมโพลีเมอร์ โดยมีแม่เหล็กถาวรห่อหุ้มด้วยวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวในกระบวนการสัมผัสในกรณีที่เปลือกบรรจุชำรุด
ไม่มีการผสมวัสดุชนิดเดียวที่เหมาะสมสำหรับบริการทางเคมีทุกประเภท และการเลือกวัสดุที่ถูกต้องสำหรับส่วนประกอบที่เปียก เช่น เคส ใบพัด เปลือกบรรจุ และแบริ่งปลอก เป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดในข้อกำหนดจำเพาะของปั๊มแม่เหล็กเคมี ตารางต่อไปนี้สรุปการผสมวัสดุเปียกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดและความเหมาะสมในการให้บริการทางเคมี
| วัสดุเปียก | สารเคมีที่เหมาะสม | สูงสุด อุณหภูมิ (°ซ) | ข้อจำกัดที่สำคัญ |
| โพรพิลีน (PP) | เจือจางกรด ด่าง สารออกซิแดนท์ น้ำเกลือ | 60°ซ | ไม่ใช่สำหรับตัวทำละลายหรือ H₂SO₄ ที่มีความเข้มข้น |
| PVDF | ฮาโลเจน, กรดแก่, กรดออกซิไดซ์ | 100°ซ | ไม่ใช่สำหรับด่างเข้มข้นหรือเอมีน |
| เหล็กบุด้วย ETFE | ทนต่อสารเคมีในวงกว้างรวมถึง HF | 120°ซ | ความเสี่ยงต่อความเสียหายของเยื่อบุจากการกัดกร่อน |
| Hastelloy C-276 | กรดออกซิไดซ์, สารละลายคลอไรด์, FGD | 180°ซ | ไม่ใช่สำหรับ HF; ค่าใช้จ่ายสูง |
| สแตนเลส 316L | กรดอ่อน เกรดอาหาร ยา | 150°ซ | ไวต่อการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ |
| ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) | ตลับลูกปืนในการให้บริการด้านเคมีเชิงรุกสูงสุด | 200°ซ | เปราะ — ไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลัน |
ปั๊มเคมีแม่เหล็กทำงานภายในขอบเขตประสิทธิภาพเฉพาะที่กำหนดโดยขีดจำกัดทางกายภาพของกลไกการเชื่อมต่อแม่เหล็กและระบบแบริ่ง การทำความเข้าใจข้อจำกัดเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะการทำงานที่นำไปสู่ความล้มเหลวของปั๊มอย่างรวดเร็วหรือเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย
ข้อต่อแม่เหล็กจะส่งแรงบิดจนถึงค่าสูงสุดที่กำหนดไว้เท่านั้น — เรียกว่าแรงบิดดึงออกหรือแรงบิดแยกส่วน — ซึ่งเกินกว่านั้นขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ด้านในและด้านนอกหลุดจากการซิงโครไนซ์ และใบพัดหยุดหมุนในขณะที่โรเตอร์ด้านนอกยังคงหมุนอยู่ เหตุการณ์การแยกส่วนนี้จะเงียบและไม่มีข้อบ่งชี้ภายนอกเกี่ยวกับความล้มเหลวของปั๊ม ซึ่งหมายความว่าระบบกระบวนการอาจเห็นการไหลเป็นศูนย์ในขณะที่มอเตอร์ยังคงทำงานตามปกติ การแยกตัวเกิดขึ้นเมื่อภาระไฮดรอลิกบนใบพัดเกินความสามารถในการบิดของข้อต่อ โดยทั่วไปเกิดจากการสูบของไหลที่มีความถ่วงจำเพาะสูงกว่าจุดออกแบบอย่างมาก การขับปั๊มให้อยู่นอกเส้นโค้งสมรรถนะ หรือการเพิ่มขึ้นของแรงดันต้านของระบบอย่างกะทันหัน การทำงานอย่างต่อเนื่องในสถานะแยกส่วนทำให้โรเตอร์ด้านในที่อยู่นิ่งได้รับความร้อนจากกระแสเอ็ดดี้จากสนามแม่เหล็กด้านนอกที่หมุนอยู่ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายจากความร้อนต่อเปลือกกักเก็บและวัสดุแบริ่ง ระบบที่จัดการของเหลวอันตรายควรรวมการตรวจสอบการไหลหรือการตรวจสอบพลังงานเพื่อตรวจจับเหตุการณ์การแยกส่วนทันที
กs noted in the bearing section, dry running is the single most common cause of catastrophic failure in chemical magnetic pumps. The sleeve bearings depend entirely on fluid film lubrication — the minimum recommended flow through the bearing flush circuit is typically specified by the pump manufacturer as a function of pump size and bearing material, but even a few seconds of fully dry operation on silicon carbide bearings can cause scoring and cracking that renders the pump unserviceable. Dry running protection measures should be standard in any chemical magnetic pump installation and may include suction pressure switches that shut down the motor when suction pressure falls below the minimum threshold, flow switches in the discharge line, current monitoring relays that detect the characteristic current drop associated with loss of hydraulic load, and level switches in the suction vessel that prevent pump start or trigger pump stop before the vessel empties.
การตัดสินใจระบุปั๊มแม่เหล็กเคมีเหนือปั๊มแรงเหวี่ยงแบบปิดผนึกทั่วไปในการให้บริการด้านเคมีนั้นได้รับแรงผลักดันจากปัจจัยด้านความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจที่ผสมผสานกันซึ่งมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความเป็นพิษ การติดไฟได้ หรือการจำแนกประเภทตามกฎระเบียบของของเหลวในกระบวนการเพิ่มขึ้น
แม้จะมีข้อดี แต่ปั๊มแม่เหล็กเคมีก็ไม่เหมาะกับการใช้งานปั๊มเคมีทุกประเภท คุณลักษณะหลายประการของการออกแบบไดรฟ์แม่เหล็กทำให้เกิดข้อจำกัดที่ต้องได้รับการประเมินระหว่างการเลือกปั๊ม
การเลือกปั๊มแม่เหล็กเคมีที่ถูกต้องต้องมีการประเมินอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับคุณสมบัติของของไหลในกระบวนการ ข้อกำหนดของระบบไฮดรอลิก และสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงาน ควรกำหนดพารามิเตอร์ต่อไปนี้และจัดทำเอกสารก่อนระบุรุ่นปั๊มและการผสมวัสดุ