Viacstupňové čerpadlá sú hlavným zariadením na dopravu kvapalín pod vysokým{0}}tlakom v priemyselnej oblasti. Výber materiálu má priamy vplyv na životnosť, účinnosť a bezpečnosť zariadenia. Správne prispôsobenie materiálu si vyžaduje komplexné zváženie charakteristík dopravného média, prevádzkového prostredia a nákladovej-efektivity, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka v zložitých podmienkach.
Charakteristiky médií určujú základné materiály
Korozívnosť, teplota a obsah pevných látok v dopravnom médiu sú hlavnými faktormi pri výbere materiálu. Pre čistú vodu alebo mierne korozívne kvapaliny môže štandardná liatina alebo liatina spĺňať požiadavky, ktoré ponúkajú nízku cenu a vysokú mechanickú pevnosť. Pre kvapaliny obsahujúce chloridové ióny alebo kyslé alebo alkalické zložky sa odporúča nehrdzavejúca oceľ (napríklad 304, 316L) alebo duplexná nehrdzavejúca oceľ, aby odolala bodovej korózii a korózii pod napätím. Pre prostredie s vysokou abrazívnym kalom sa odporúčajú zliatiny s vysokým -chrómom (napríklad Cr28) alebo keramické povlaky, aby sa výrazne predĺžila životnosť zmáčaných komponentov.
Prevádzkové prostredie a požiadavky na pevnosť konštrukcie
Prevádzkové podmienky pri vysokých{0}}teplotách a vysoko{1}}tlakoch vyžadujú materiály s vynikajúcou tepelnou stabilitou a odolnosťou voči tečeniu. Napríklad napájacie čerpadlá kotlov sú často vyrobené z chróm-legovanej ocele s molybdénom (ako je F22), ktorá má vysokú-teplotnú pevnosť o viac ako 30 % vyššiu ako bežná oceľ. Časti podliehajúce opotrebovaniu, ako sú tesniace krúžky a obežné kolesá, vyžadujú rovnováhu medzi tvrdosťou a húževnatosťou. Karbid stelitu alebo karbid volfrámu potiahnutý striekaním- sa často používajú na zníženie strát trením a zachovanie objemovej účinnosti.
Vyvažovanie ekonomiky a štandardizácie
Upgrady materiálu vyžadujú rovnováhu medzi zlepšením výkonu a investíciou do nákladov. Nekritické komponenty môžu využívať proces obloženia z uhlíkovej ocele, pri ktorom sa na základnú konštrukciu nanáša vrstva odolná proti korózii-, aby sa znížili celkové náklady na výstavbu. Medzinárodné normy ako API 610 jasne definujú materiály pre petrochemické čerpadlá, pričom uprednostňujú osvedčené kombinácie materiálov (ako je obežné koleso 2Cr13 s plášťom čerpadla HT250), aby sa zabezpečila spoľahlivosť a zameniteľnosť.
Vedecký výber materiálu je základným kameňom-dlhodobej prevádzky viacstupňových čerpadiel. To si vyžaduje overenie prostredníctvom analýzy tekutín, simulácie napätia konečných prvkov a skutočných prevádzkových podmienok, aby sa nakoniec dosiahlo optimálne riešenie z hľadiska výkonu, nákladov a životnosti.
