مضخات الملاط الأفقية: الدليل الهندسي للاختيار وعمر التآكل والتكلفة الإجمالية للملكية

مضخة الملاط الأفقية عبارة عن مضخة طرد مركزي مصنوعة باستخدام أغلفة ذات جدران ثقيلة ونهايات رطبة تتحمل التآكل بحيث يمكنها تمرير الملاط الصناعي المليء بالمواد الصلبة الكاشطة دون تدمير ذاتي في غضون أسابيع. تم تصميم هذه المضخات لاستخدامها في صناعات التعدين والتجريف والمعالجة حيث تكون مضخات خدمة المياه العادية ميتة في أشهر قليلة. يشرح هذا الدليل الهندسي كيفية قياس حساباتها، وتسويات علم المعادن التي نتاجر بها، ونقاط الفشل التي نصممها حولها، وتحليل تكلفة دورة الحياة لمدة خمس سنوات والذي يحدد بشكل منفصل المضخات التي تدوم عامين من تلك الميتة في أربعة أشهر. تم أخذ كل جزء من البيانات الواردة في هذه المقالة من المعايير المعمول بها والسلطات ومنتديات الممارسين، ولا حتى تسويق البائعين يمسها.

كيف تعمل مضخة ملاط الطرد المركزي الأفقية فعليًا

تقوم مضخة ملاط الطرد المركزي المثبتة أفقيًا بتدوير المكره داخل غلاف شديد التماسك يسمى الحلزوني. تقوم دوارات المكره بإخراج السائل إلى الخارج، وهذا الإجراء يحول دوران العمود إلى ضغط تمامًا مثل المضخة الأفقية القياسية. ما يختلف في منطق الخدمة في الملاط هو كل شيء تقريبًا، فمضخة الملاط بالطرد المركزي لها قطر أكبر لذا تعمل بسرعة طرف أقل، والغلاف عبارة عن ترتيب بطانة مضحية بدلاً من هيكل واحد الغلاف، والمحمل الهيدروديناميكي يقع على عمود أقصر وأكثر صلابة لمقاومة الأحمال الجانبية الناتجة عن الجزيئات الكاشطة.

H3-Q: كيف تختلف مضخة الطرد المركزي الأفقية عن مضخة المياه القياسية؟

تهدف مضخة المياه إلى تدوير السائل النظيف بجزيئات أقل من حوالي 2 ملم، وتستخدم أجزاء مبللة من السبائك أو الحديد الزهر مُحسّنة لتحقيق الكفاءة الهيدروليكية على حساب مقاومة التآكل. تضحي مضخة الملاط الطاردة المركزية الأفقية بقليل من هذه الكفاءة، وتوفر معظم التصميمات الحديثة كفاءة تتراوح بين 65 إلى 80 بالمائة عند أفضل نقطة كفاءة، مقارنة بكفاءة تزيد عن 85 بالمائة في خدمة المياه النظيفة للمكونات التي يمكن أن تعيش استغلالًا مستمرًا مع المواد الصلبة الكاشطة. تستخدم جدران الغلاف سمكًا يتراوح بين 40 إلى 60 بالمائة أكثر من الحد الأدنى المطلوب هيدروليكيًا، وتحتوي الريش على شفرات أقل وأكبر مصممة لمقاومة التآكل مع الحفاظ على نفس الأداء الهيدروليكي.

يمكن إرجاع تاريخ مضخة Fagofun Geshopro المخصصة إلى عام 1938، عندما صمم تشارلز وارمان المضخة الأولية من سلسلة AH في منجم الذهب كالغورلي في غرب أستراليا. التصميم الأساسي لوارمان هو الأطراف الرطبة المطاطية أو السبائك، وبطانات المبادلة، وخراطيش المحامل الخارجية للخدمة الشاقة، والتي لا تزال تحدد جميع أداء مضخة الملاط الأفقية الحديثة. تم استخدام قياسات اختبار التدفق والرأس والكفاءة المحددة في اعتماد الأداء الهيدروليكي ANSI/HI 12.1-12.6 لتوفير التحقق من أداء النماذج الحالية بحيث يمكن مقارنة الرسم البياني لكل مصنع بشكل عادل.

نموذج هجوم الملاط ثلاثي المتجهات: لماذا تفشل المضخات القياسية في خدمة المواد الكاشطة

تبدأ جميع مناقشات فشل المضخة بـ “، فشلت المكره،” وهو أمر صحيح ولكنه غير مفيد لأن ثلاث ظواهر متميزة مخفية تحت تلك الكلمة الواحدة. يقترب الملاط من المضخة على طول ثلاثة نواقل هجوم مستقلة، ويتطلب كل متجه شكلاً مختلفًا من الهجوم. يُطلق على هذا الفهم اسم نموذج هجوم الملاط ثلاثي المتجهات، وهو يوجه كل اختيار مادي وهندسي في كل تطبيقات الضخ النهائية.

التآكل هو المتجه الأول الذي نتصوره جميعًا عبارة عن جزيئات شجاعة تنظف السطح. يقيس رقم ميلر كشط الملاط؛ يحدده ASTM G75-15. تقوم الاختبارات بتشغيل كتلة تآكل من حديد الكروم مقاس نصف بوصة في بوصة واحدة من خلال ملاط شديد الكشط بنسبة 50 بالمائة بمعدل 48 ضربة في الدقيقة مع حمولة ميتة تبلغ خمسة أرطال، ثم تسجل فرق الوزن بعد ساعتين. 50 هو رقم ميلر مروض جدًا؛ 150 عدواني؛ تكون مخلفات النحاس وتفريغ المطاحن بشكل روتيني أعلى من 100. اختيار المكره بالصلابة التي تناسب رقم ميلر هو الخطوة الأولى.

يصطدم المهندسون بالسطح بزاوية وسرعة أعلى لتقطيعه، مما يؤدي إلى تآكله، ويحتاج المهندسون والسطح إلى البقاء ساكنين فيه لفترة من الوقت. مواقع التآكل الكلاسيكية عبارة عن أطراف ريشة دافعة. تساعد سرعات المكره السريعة: اضبط المكره الأكبر على العمل بشكل أبطأ. توصي إرشادات المعهد الهيدروليكي بتشغيل المضخات بأقل سرعة تتطلبها واجباتك.

غالبًا ما يكون التآكل هو الناقل الثالث المهمل. إن الملاط الرغوي ذو الرقم الهيدروجيني 4 والكلوريدات المذابة سوف يحول الجسيم إلى محلول، ولا يتآكله. سوف تتفوق السبيكة الاحتياطية ذات الكروم العالي والسعر الأعلى على سبيكة الدورة التدريبية في الخدمة العدوانية؛ يبدو اختيار السبيكة الخاطئة بمثابة خطأ في الشراء سيكلفك أيام داو.

التحجيم والاختيار الهيدروليكي: مطابقة حجم التدفق والرأس والجسيمات

يبدأ اختيار مضخة الملاط بخمسة معلمات، وكل مورد جاد يطلب الخمسة جميعًا قبل الاقتباس. افتقد أي واحد، والمضخة ذات الأسنان Zijaw التي تصل تزن ثقيلًا في السنة الأولى من التشغيل.

• حجم تصميم معدل التدفق بالحجم المطلوب في الساعة عند تفريغ المضخة (م3/ساعة أو جالون أمريكي في الدقيقة). يتطلب تدفق التصميم العابر أعلى تدفق في دورة العمل.
• إجمالي الرأس الديناميكي للارتفاع، واحتكاك الأنابيب، وضغط التفريغ (أمتار الملاط). يمكن أن يكون احتكاك نظام الملاط أعلى بمقدار 20-40% مما تشير إليه حسابات المياه النظيفة.
• تشتمل معلمات الملاط على تركيز المواد الصلبة، والثقل النوعي للملاط، وملف حجم الجسيمات (وليس فقط d50)، والكشط المعبر عنه برقم ميلر أو صلابة موس للمعدن السائد.
• تحدد معلمات العملية درجة حرارة الملاط عند مدخل المضخة، بالإضافة إلى أي سيناريوهات ذات درجات حرارة ملاط مرتفعة. بطانات مطاطية تصل إلى الحد الأقصى عند 80503؛ سبائك عالية الكروم تتعامل بشكل مريح مع 120503.
• Npsh متاح من رأس الشفط الإيجابي الصافي عند مدخل المضخة، بما في ذلك مراعاة عقوبة الارتفاع إذا كان مسار طيران المضخة أعلى من مستوى سطح البحر.

مسلحًا بهذه الأرقام الخمسة، فإن تمرين الاختيار الخاص بك هو مسألة بسيطة تتمثل في تراكب نقطة عملك على منحنى أداء الشركة المصنعة واختيار أقرب نقطة تصل إلى 80 إلى 110 بالمائة من أفضل نقطة كفاءة (BBP). هذه هي القاعدة الأكثر أهمية في ممارسة مضخة الطرد المركزي، وهي السبب الوحيد الأكثر تباهيًا الذي يجعل خدمة الملاط تنتهي بمضخة كبيرة الحجم: ينتهي الأمر بالمشتري بدفع ثمن كل خطوة لإزالة التعكر في الكتاب، بالإضافة إلى تكلفة تفصيل الاختيار السيئ نحو تسريع المخزون لأنه توقع أن يومئ المزيد من السذج بنسبة عشرين بالمائة عندما يميل إلى الخلف على كرسيه ويقول حسنًا لنفخة السيجارة.

إن الجري بشكل جيد على يسار BBP 10 عند 40 إلى 60 بالمائة من تدفق التصميم 5 لا يستهلك الطاقة الكهربائية الزائدة فحسب. تلتقط خيوط الممارس الموجودة على أطراف الهندسة التأثير بوضوح: “التشغيل حتى الآن على يسار BBP يفرض أحمال قوة على العمود. تتسبب هذه الأحمال غير المتوازنة في انحراف العمود واهتزازه وتآكله المبكر.” باللغة الإنجليزية البسيطة، المضخة التي تتوقع أن تشعر بها بشكل مفرط هي “beefy” هي المضخة التي تنخفض أولاً. ينشر BBP أ ورقة عمل محدد مضخة الملاط الأفقي يؤدي ذلك إلى رسم خريطة متقاطعة لنقطة واجبك مقابل منحنيات سلسلة AM حتى تكون معروفًا بأمان داخل النطاق الصحي.

اختيار المعادن والبطانة: سبائك عالية الكروم مقابل المطاط مقابل البولي يوريثين

يقوم اختيار المواد الرطبة بتوجيه نفقات التشغيل طوال حياتك أكثر من بقية التصميم الخاص بك مجتمعة، وهو العالم الذي يعيش فيه المسوقون المصنعون من الأنف إلى الأنف مع مختبرات conchoop. خلاصة القول هي أن هناك ثلاث نسب تدعي أن كل منها يتمتع بالموقع المثالي، ولا يفوز أي سرب في كل مكان في الملاط. يجمع الرسم البياني أدناه مظاريف التشغيل التي كشفت عنها أوراق بيانات الشركة المصنعة واختبارات مختبر الكشط البارامترية؛ سيعتمد التآكل الفعلي للمواد الكاشطة في مصنعك على رقم ميلر الفريد وانتشار الجسيمات الذي تعمل به.

مقارنات معدل التآكل المستقلة حسب العائلة غير شائعة. تنشأ معظم البيانات المتاحة من قيام منتجي المضخات باختبار المركبات الخاصة ذات القوة المعملية، على سبيل المثال، يستخدم مطاط Weir's Linatex المتميز وسبائك Hyperchrome A61 في نفس الطرف الرطب. تعامل مع أي استنتاجات مصدر واحد على أنها اتجاهية وليست نهائية. الشيء الوحيد الذي تتفق عليه الصناعة بأكملها هو أن تغيير عائلات المواد في منتصف العمر على نفس إطار المضخة هو إجراء بسيط، طالما أن مجموعة المحمل تناسب التغيير، لذلك نادرًا ما يكون الالتزام المادي في وقت الشراء نهائيًا. بي بي بي دليل قرار بطانة الطرف الرطب يستكشف حجم الجسيمات وقواعد الكيمياء بمزيد من التفصيل، و مضخة ملاط عالية الكروم ذات نهاية رطبة تشرح الصفحة اختيارات درجة السبائك بالتفصيل.

التكلفة الإجمالية للملكية: الطاقة، وأجزاء التآكل، وقاعدة دورة الحياة 50-25-15-10

قلم رصاص. عادةً ما ينتهي الأمر بمشتري Instructiona Pump الذين يتفاوضون بشدة على سعر الشراء إلى إنفاق أكبر قدر من المال على مدى خمس سنوات. دليل تكلفة دورة حياة المضخة الذي تم إنتاجه بشكل مشترك من قبل وزارة الطاقة الأمريكية والمعهد الهيدروليكي يسجل هذا التفاوت: تشكل تطبيقات المضخات ما يقرب من 20 في المائة من الطلب على الكهرباء في العالم، وفي المواقع الصناعية تستهلك عادة ما بين 25 إلى 50 في المائة من الطاقة الكهربائية. يبدأ هذا المستوى من زيادة الكفاءة على الحامل في الأهمية؛ أن فرق الكفاءة بمقدار نقطة واحدة يساوي أكثر من المضخة نفسها طوال عمرها الافتراضي.

النسب التقريبية التي ذكرتها أعلاه والتي أسميها قاعدة دورة الحياة 50-25-15-10 هي القيم المتوسطة المستمدة من إرشادات وزارة الطاقة والبيانات الميدانية التي نشرتها أنظمة المضخة“>برنامج أنظمة المضخات DOE Better Plants. تمثل تكاليف الطاقة معظم النفقات لأي مضخة تعمل لأكثر من 4000 ساعة سنويًا. تزداد تكاليف الصيانة في حصتها من واجبات Hanna the Alermah التي يتم فيها استنفاد المكونات الرطبة بسرعة. يرتفع وقت التوقف بسرعة عندما تكون المضخة في وظيفة المسار الحرج، لأن خسارة إيرادات العملية للتوقف غير المتوقع تقزم نفقات الأجهزة.

وفقًا لقاعدة دورة الحياة 50-25-15-10، “ يمثل سعر شراء المضخة عادةً أقل من 15 بالمائة من إجمالي تكاليف العمر لامتلاك هذا الجهاز وتشغيله. تكاليف الطاقة والصيانة، وليس سعر الشراء الأولي، تحدد أقل تكلفة إجمالية للملكية.”

hed المعهد الهيدروليكي ووزارة الطاقة الأمريكية،, تكاليف دورة حياة المضخة: دليل لتحليل LCC لأنظمة الضخ

يعد استخدام القاعدة كدليل لعملية شراء محددة مسألة تتعلق بإطار عمل اتخاذ القرار، بدلاً من مسألة التسعير. تعتمد الإرشادات أدناه على معلمات الرسوم الخمسة التي طبقتها أثناء تحديد الحجم للعثور على تكوين المضخة الأمثل لـ TCO لغالبية تطبيقات PASRendure ضمن مجموعة المسارات.

بالنسبة لنموذج التكلفة الخاص بالموقع لمدة خمس سنوات، BBP حاسبة TCO لمضخة الطين يتيح لك إدخال تعرفة الكهرباء الخاصة بك، وساعات التشغيل، ونفقات أجزاء التآكل، وتقديم تقارير عن تفاصيل تكلفة دورة الحياة.

أوضاع الفشل الشائعة وكيفية تشخيصها

فشل مضخات الملاط الأفقية ليس عشوائيًا أعمى. تتناول أربعة أوضاع أدناه الغالبية العظمى من حالات التآكل المبكر التي تظهر في تطبيقات التعدين والركام وFGD. يقدم كل منها توقيعًا فريدًا، والتعرف عليه في الوقت المناسب يسمح لنا بمنع إعادة البناء في حالات الطوارئ عن طريق التبديل إلى بطانة تم طلبها مسبقًا.

الوضع 1 1 تآكل حلزوني غير منتظم، أرق من جانب واحد. تعمل المضخة الخاصة بك على يسار BBP. يظهر هذا التوقيع على بطانة لوحة الإطار بمجرد إزالتها للفحص: يتآكل الربع السفلي بمعدل ضعفين إلى ثلاثة أضعاف معدل الجزء العلوي. لا تحاول مطابقة صلابة الكروم والحديد؛ قم بقياس حجم المضخة أو حدد محركًا متغير التردد يعمل ضمن نافذة BBP بنسبة 80 إلى 110 بالمائة.

الوضع 2: تآكل طرف ريشة المكره، معقول ومتساوي. توقيع التآكل الكلاسيكي عند الحافة الخارجية لكل ريشة. مضختك زائدة السرعة؛ السرعات الداخلية شمال 30 م/ثانية عند طرف الريشة. لا تحاول مطابقة صلابة الكروم والحديد؛ قم بزيادة حجم المكره أو قم بتشغيله بسرعة أقل ضمن نافذة BBP بنسبة 80 إلى 110 بالمائة.

الوضع 3: تآكل الغلاف عند واجهات الحشية والشفة. يشير الحفر المرئي والرواسب الحمراء حول وصلات الختم الثابتة إلى هجوم كيميائي، وليس تآكلًا كاشطًا. تحقق من الكيمياء التي تم طلب المضخة بها في تدفق الحامل. إذا زاد مستوى الكلوريد بعد التشغيل 3000، يحدث تغيير شائع في تيارات إعادة تدوير مياه المناجم 05 إلى A07، أو المواد الرطبة ذات طلاء سطحي أكثر ليونة.

الوضع 4: تسرب ختم العمود مع بقايا رمادية. في أغلب الأحيان، لا يرجع ذلك إلى عطل في المعدات، بل إلى غلاف عمود مهترئ يسمح بدخول الملاط إلى منطقة الغدة، أو عدم توفير نظام مياه دافق لفرق الضغط المناسب. ملاحظة ممارس منتدى Eng-Tips تتتبع الطريق المسدود التشخيصي: ‘يتسبب تجويف التفريغ في تآكل مبكر لأطراف ريشة المكره ومبيت المضخة’ التجويف ant والتآكل الكاشط يسببان أصوات تجويف جريئة مماثلة، والتجويف سوف يحفر جانب التفريغ، حيث سيؤدي التآكل الكاشط إلى تآكل جانب الشفط. ستحدد صورة الفحص الأعراض التي لديك.

أفضل ممارسات الصيانة: إطالة عمر التآكل في الخدمة الواقعية

تركز دورة الصيانة لمضخة الملاط الأفقية بشكل أكبر على تطوير تخصصات الفحص التي ستحدد توقيعات الوضع 1 إلى الوضع 4 قبل أن تسبب الأعطال. تجمع قائمتنا أدناه بين أفضل ممارسات الصناعة المنشورة والتوقيعات المشار إليها أعلاه.

• يومياً. تسجيل قراءة الاهتزاز في مبيت المحمل، وضغط التفريغ، وأمبيرات المحرك. سيتطلب التغيير بنسبة 10 بالمائة عن خط الأساس للتشغيل تقرير مشكلة بحلول نهاية الوردية.
• أسبوعي. التحقق من تدفق المياه وضغطها. مراقبة شكل الغدة بالتنقيط من خلال العمليات الخاصة بك؛ ستحدد الزيادة عن الحجم الطبيعي تعبئة العجلة باستخدام غلاف عمود مهترئ أسفلها.
• شهري. تأكيد تركيز الاقتران باستخدام مؤشر الاتصال أو الليزر. حتى عدم المحاذاة بمقدار 0.10 مم سيؤدي إلى زيادة مضاعفة في معدلات تآكل عناصر المحمل والختم.
• كل 500 ساعة من وقت التشغيل، وليس 2000 كما يوصي الدليل. قياسات الخلوص الروتينية من المكره إلى لوحة الإطار عند التثبيت الأول. توقع سرير بطانة دائم أسرع من طاولات التآكل ذات الحالة المستقرة، ويتنبأ القياس الثاني عند 500 ساعة بالانجراف المبكر.
• ربع سنوي. إزالة وفحص المكره بصريا. تصوير الحواف الأمامية للريشة مقابل تشغيل الصورة المرجعية. يتبع التآكل نمطًا غير خطي وغير متماثل، وتكتشف مقارنات الصور جنبًا إلى جنب قبل شهر من الفرجار.

تطبيقات الصناعة: مطابقة التكوين للعملية

تكسب مضخات الملاط الأفقية حصتها في أربعة قطاعات صناعية، ويختلف نجاح كل قطاع. تم تجميع بيانات المحفز من المعلومات الصناعية المنشورة لوزارة الطاقة وأدبيات تطبيقات اتحاد الصناعة، وليس كتالوج الشركة المصنعة أدناه.

على الرغم من أنها لا تقتصر على صناعة التعدين وحدها، إلا أن BBP تحافظ على أ مضخة الطين واجب التعدين سلسلة بترتيبات محسنة لتطبيقات تفريغ المطاحن والتغذية الإعصارية. للخدمة التي تتطلب تصريف الحوض أو مستوى المياه المتغير،, مضخات الملاط العمودية لتطبيق الحوض هي التكوين المجاني.

الأسئلة المتداولة حول مضخات الملاط الأفقية