Zapouzdřená motorová čerpadla, magnetické spojky a bezucpávková rotodynamická čerpadla
Otázka: Jaká primární a sekundární omezení se doporučují pro čerpadla s uzavřeným motorem?
A. Zapouzdřené motorové čerpadlo (CMP) je typ bezucpávkového čerpadla, které má společný hřídel pro spojení čerpadla a motoru v jedné utěsněné jednotce (viz obrázek 1). Čerpaná kapalina cirkuluje motorem, ale je izolována od statoru vložkou statoru odolnou proti korozi. Rotor motoru je chráněn proti korozi odolnou vložkou rotoru.
Obrázek 1. Zapouzdřené motorové čerpadlo: vícestupňové (Grafika s laskavým svolením Hydraulic Institute)
Hlavním konstrukčním aspektem bezucpávkových čerpadel je zabránit úniku do atmosféry. Vzhledem k tomu, že primární kontejnment může vykazovat netěsnosti v důsledku opotřebení sousedními rotujícími částmi, koroze nebo otěru, může být vyžadována sekundární kontejnment nebo kontrola úniku, pokud to určí kupující. V těchto případech je kladen konstrukční důraz na prevenci úniku do ovzduší v případě porušení primárního kontejnmentu.
Materiál sekundární tlakové hranice je hodnocen tak, aby byla zajištěna kompatibilita s čerpanou kapalinou. Požadavky a řešení pro sekundární kontejnment a řízení se budou lišit v závislosti na aplikaci a konfiguraci čerpadla, takže kupující a dodavatel čerpadla musí tyto body projednat.
Primární a sekundární kontejnment nebo řízení musí mít jmenovité jmenovité tlaky rovné nebo větší než maximální pracovní tlak čerpadla za jmenovitých podmínek.
Pokud to kupující specifikuje, je sekundární ochranná bariéra CMP navržena tak, aby udržela přípustný pracovní tlak po dobu minimálně 48 hodin v případě úniku statorové vložky a měla minimální pohotovostní životnost tři roky. Je-li použit stator naplněný olejem s přetlakovým ventilem, musí být učiněno opatření pro bezpečné zamezení případného úniku za vložku statoru. Pokud to kupující určí, poskytne výrobce prostředek pro pravidelnou kontrolu sekundárního obalu.
V případě úniku skrz vložku statoru okamžitě přerušte provoz čerpadla. Kupující je odpovědný za zajištění vypínacích zařízení a postupů nezbytných pro bezpečnost.
Otázka: Jaká jsou návrhová doporučení pro magnetické spojky v čerpadle s magnetickým pohonem?
A. Čerpadlo s magnetickým pohonem (MDP) je typ bezucpávkového čerpadla, které využívá vnější kroužek permanentních magnetů k pohonu vnitřní rotující sestavy skrz korozně odolný ochranný obal (viz obrázek 2). Permanentní magnety mají vysoké přitažlivé síly k železným kovům a vysoké přitažlivé nebo odpudivé síly k doprovodným magnetům, v závislosti na polární poloze.
Obrázek 2. Čerpadlo s magnetickým pohonem: vícestupňové
Uživatelé musí při rozebírání nebo sestavování pohonné jednotky postupovat mimořádně opatrně, aby nedošlo k poškození součástí a zranění personálu. V konstrukci jsou navrženy způsoby pilotování a oddělování přírub, které umožňují bezpečnou demontáž a zpětnou montáž sekce magnetového pohonu.
Výrobce počítá s točivým momentem potřebným k urychlení sestavy vnitřního rotoru s ohledem na míru zrychlení hnacího motoru. Výrobce také bere v úvahu maximální specifikovanou specifickou hmotnost, viskozitu, teplotu a průtok.
Rovněž je třeba vzít v úvahu zhoršení magnetické síly. Výrobce stanoví aplikační směrnice pro konkrétní konstrukce s ohledem na tyto faktory.
Teplo generované vířivými proudy a ztrátami větrem je odváděno čerpanou kapalinou nebo přívodem externí chladicí kapaliny. Momentová kapacita závisí na mechanické konstrukci spojky, teplotě a použitém materiálu magnetu. Uživatel čerpadla musí udržovat teplotu magnetického materiálu na nebo pod jmenovitými hodnotami pro použitý materiál pro bezpečný provoz.
Ztráta chladicího toku nebo oddělení bude mít za následek rychlé zahřátí elektricky vodivého obalu. Pokud se rotor čerpadla odpojí, pokračující otáčení sestavy vnějšího magnetu způsobí rychlé zahřátí sestavy vnitřního magnetu. I když se u magnetických spojek běžně nepožaduje odolnost proti výbuchu, uživatelé musí přijmout opatření, pokud jsou přítomny potenciálně hořlavé výpary, které by se mohly dostat do kontaktu s pláštěm kontejnmentu.
Je třeba se vyhnout manipulaci s kapalinami, které obsahují magneticky přitahované částice, pokud částice nemohou být účinně odstraněny magnetickým filtrem, protože takové částice jsou shromažďovány permanentními magnetickými poli a mohou způsobit erozi a ucpání průtokových kanálů kapaliny.
Výrobce musí identifikovat materiály použité pro díly, které přijdou do styku s čerpanou kapalinou v případě poruchy primárního kontejnmentu nebo vnitřní magnetické vložky.
Nosič vnějšího magnetu (vnější ocelová část sestavy vnějšího magnetu) musí být potažen barvou nebo povlakem odolným proti korozi/teplu, s výjimkou případných uložení s těsnou vůlí. Pokud jsou vnější magnety neodymové, jsou potaženy nebo natřeny, aby se zabránilo korozi, a sestava vnějšího magnetu je navržena tak, aby se dala během montáže snadno očistit od zbloudilých železných částic.
Otázka: Jaké materiály se doporučují pro bezucpávková rotodynamická čerpadla?
A. Když uživatelé vybírají výrobní materiál pro bezucpávková rotodynamická čerpadla, je důležité pečlivě zvážit korozi. Výrobce by měl nabídnout kupujícímu pokyny ohledně výběru materiálů specifických pro danou konstrukci (jako je primární kontejnmentové zařízení a prvky zapouzdření rotoru). Kupující musí specifikovat jakékoli korozivní chemikálie použité v konkrétním návrhu nebo aplikaci. Měly by být zahrnuty sloučeniny, které mohou způsobit korozní praskání nebo vodíkové křehnutí.
Pokud mají být díly z austenitické nerezové oceli vystavené podmínkám, které podporují mezikrystalovou korozi, vyrobeny svařováním, musí být vyrobeny z nízkouhlíkových nebo stabilizovaných jakostí. Drobné smáčené části, které nejsou obvykle identifikovány – jako jsou matice, šrouby, pružiny, podložky a klíče – by měly mít odolnost proti korozi alespoň stejnou jako hlavní části. Na požádání musí výrobce dodat chemické a fyzikální certifikace pro oběžné kolo, hřídel a díly obsahující tlak, jak se vzájemně dohodnou kupující a výrobce. K dokončení jakékoli opravy na tlakových nebo smáčených kovových dílech by se nemělo používat ucpávání, otryskávání nebo impregnace.
Operátoři musí provádět svařování potrubí a primárních tlakových hraničních svarů a kupující a výrobce se musí dohodnout na postupech kvalifikovaných v souladu s průmyslově uznávanou normou pro svařování. Opravy svarů musí být provedeny podle příslušné materiálové specifikace, normy, předpisu nebo podle dohody mezi kupujícím a výrobcem.