모든 펌프가 모든 용도에 적합한 것은 아닙니다. 그렇기 때문에 가장 효율적으로 작동하고 가장 비용 효율적인 펌프를 선택하기 전에 펌핑 프로젝트의 사양을 정확하게 정의하는 것이 중요합니다. 펌프가 작동할 환경을 이해하고 문제에 대한 해결책이나 서비스 수명을 늘리기 위한 새로운 기술을 배제하지 마십시오.
부식성이나 염화물 농도가 높은 환경에서 작업이 수행되는 경우 티타늄 펌프가 가장 좋은 옵션일 수 있습니다.
티타늄은 현재 일부 펌프의 제작에 사용되고 있으며 상당한 이점을 제공할 수 있습니다. 티타늄은 내식성이 뛰어나고, 고염화물 수준 환경과 호환되며 강도 대 중량 비율이 높습니다. 티타늄은 강철보다 45% 가볍고 알루미늄보다 두 배나 강합니다. 티타늄은 또한 높은 유량 환경에서도 연마 및 화학적 캐비테이션 침식에 저항할 수 있습니다.
대조적으로, 더 일반적으로 사용되는 스테인리스 스틸 합금 잠수 펌프는 pH와 염화물 수준 범위가 더 제한적입니다. 스테인리스 스틸은 또한 공격적인 환경에서 응력 부식 균열에 더 취약합니다. 이러한 요인으로 인해 펌프 수명이 단축되고 유지 관리 비용이 높아지며 가동 중단과 관련된 수익 손실이 발생합니다.
피팅 저항 등가 수치(PREN)는 합금의 해수 서비스 적합성을 측정하는 허용된 척도이며, PREN 40은 일반적으로 내식성에 대한 최소 허용 수준입니다. 슈퍼 듀플렉스 스테인리스 스틸, 이색 니켈 합금(큐프로니켈 포함) 및 티타늄만이 이 기준을 충족합니다. 이러한 재료 중에서 티타늄만이 8가지 부식 모드에 모두 내성이 있습니다. 다른 모든 재료는 최소한 틈새 부식 손상을 받기 쉽습니다.
이러한 사실에도 불구하고, 그리고 보다 일반적으로 이용 가능하기 때문에 오스테나이트계 스테인리스 스틸 펌프는 해수 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 해수를 사용한 현장 테스트에서, 6개월 작동 후 오스테나이트계 스테인리스 스틸 모터 프레임, 볼트, 너트 및 와셔에서 틈새 부식이 발생했습니다. 특히, 균일한 부식은 모터 샤프트에 극심한 손상을 일으켰고 틈새 부식은 물이 모터 하우징으로 침투할 수 있는 누출 경로를 생성했습니다. 병렬로 구동되는 동일한 티타늄 펌프는 전혀 손상되지 않았습니다.
보호 코팅과 희생 애노드는 주철 및 스테인리스 스틸 잠수 펌프에도 일반적으로 사용됩니다. 이러한 해결책은 까다로운 응용 분야에서 펌프 신뢰성을 높이기 위한 해결책이라기보다는 임시방편에 가깝습니다. 애노드는 효과를 유지하려면 정기적으로 교체해야 합니다. 보호 코팅에 긁힌 자국이 하나라도 생기면 부식이 빠르게 번질 수 있는 발판이 됩니다. 가장 좋은 해결책은 응용 환경과 호환되는 구성 재료(예: 티타늄)를 지정하는 것입니다.
해수 및 기타 고염화물 수준 응용 분야는 티타늄이 의미가 있는 유일한 곳이 아닙니다. 또한 산성 또는 화학적으로 공격적인 유체를 이동해야 하는 산업용 펌핑 응용 분야에서도 탁월합니다.
이에 대한 좋은 예는 광산 애플리케이션입니다. 많은 작업 현장에는 매우 산성 환경을 처리할 수 있는 펌프가 필요합니다. 여기에는 일반적으로 pH 값이 4 미만인 일반 광산 유출수, 힙 리칭 및 액체 pH 수준이 0.5만큼 낮은 금 처리가 포함됩니다.
티타늄 펌프는 또한 매립지와 환경 정화에서 발견되는 공격적인 환경에서 긴 수명을 보였습니다. 이러한 적용 분야는 종종 독성 화합물 수프를 포함하는 액체가 있습니다. 티타늄 펌프는 동일한 적용 분야에서 다른 펌프보다 10배 더 긴 수명을 보여주었으며 최종 사용자가 기대하는 내구성을 제공합니다.
티타늄 펌프는 대부분의 산화성 산과 산업용 염소 용액의 영향을 받지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 화학 물질이 포함된 제조 공정에 사용하기에 이상적입니다.
티타늄은 해수와 기타 부식성 환경에 이상적이지만 비용이 많이 들기 때문에 널리 사용되지는 않았습니다. 티타늄은 9번째로 풍부한 원소이고 7번째로 풍부한 금속이지만 자연에서 자유롭게 발견되는 것이 아니라 추출해야 하는 다른 광물에서 발견됩니다. 이러한 추출로 인해 비용이 더 많이 듭니다.
이러한 비용 문제를 극복하기 위해 펌프 제조업체는 티타늄의 재료 강도와 내식성이라는 이중 특성을 필요한 곳에 활용하는 설계를 만들었습니다. 여기에는 모터 하우징, 모터 샤프트 및 패스너가 포함됩니다. 강도가 낮은 다른 중요한 영역에는 엔지니어링된 폴리머 재료를 사용할 수 있습니다. 이러한 혁신적인 설계는 단위 비용을 낮추고 이러한 독특한 펌프에 대한 수요를 촉진했습니다.
재료 선택은 공격적인 환경에서 펌프 수명을 극대화하는 데 중요하지만 수명에 동일한 영향을 미치는 다른 설계 측면도 고려해야 합니다.
기계적 씰 설계- 씰 표면에는 실리콘 카바이드와 같은 고급 소재를 사용합니다. 모든 씰 표면이 별도의 오일 욕조로 냉각되고 윤활되어 공정 유체와 분리되고 펌프가 건조하게 작동할 경우 씰을 보호하도록 합니다. 이상적으로는 씰 설계에 상부 씰을 적극적으로 윤활하는 기능이 통합되어 있어야 합니다. 이 요소만으로도 씰 수명을 2~3배 늘릴 수 있습니다.
케이블 진입- 전원 케이블이 모터 하우징에 들어가는 곳의 씰이 위킹을 통해 모터로 공정 유체가 이동하는 것을 방지하도록 설계되었는지 확인하십시오. 전원 케이블 외부 재킷에 흠집이 생기는 물리적 손상이나 재킷 소재의 예상치 못한 열화로 인해 공정 유체가 모터 하우징의 열로 위킹될 수 있습니다. 위킹 방지 블록이 있는 케이블 입구는 모터를 손상으로부터 보호하고 공정을 가동 중단으로부터 보호합니다.
모터 열 보호- 공급되는 전력의 품질은 특히 외딴 지역이나 혹독한 환경에서는 신뢰할 수 없습니다. 전압이 불규칙할 수 있으며 3상의 한 쪽 다리가 손실될 수 있습니다. 펌프에 통합 열 장치가 있어 라인 전력이 허용 범위를 벗어날 때 모터 권선이 손상되는 것을 방지해야 합니다.
펌프 설계 및 제조 공정의 발전으로 티타늄 펌프가 실행 가능한 옵션이 되었습니다. 부식성 또는 고염화물 환경에서 긴 수명이 필요한 응용 분야는 티타늄의 고유한 재료 특성을 활용하여 가동 시간을 극대화하고 수명 주기 비용을 최소화할 수 있습니다. 재료 고려 사항은 중요하지만 견고한 기계 설계도 중요합니다. 혹독한 응용 분야에 대한 펌프를 선택하는 데 포괄적인 접근 방식을 취하면 성공 가능성이 크게 높아집니다.