4.3 Materialhållfasthet och trycktäthet för pumpar

Pumpar arbetande med sådana vätskor, som på något sätt kan vålla olycksfall, faller under gällande bestämmelser för tryckkärl. Pumpars statiska hållfasthet grupperas i tryckklasser t ex PN10, 16, 25 osv – se SMS 1230 – där talvärdet anger högsta tryck i bar (1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa).

Provtryckning sker hos tillverkaren som regel med 30 % högre tryck än tryckklassen*.

Provtryckning kan ibland ej ske på komplett monterad pump på grund av t ex:

• att axeltätningen ej är utförd enl pumpens tryckklass, därför att tätningen under drift kanske bara belastas med en bråkdel av värdet enl tryckklassen.
• att axialkrafter från provtrycket på axelgenomföringar kan skada axiallager.

I princip skall en pump vara tät vid provtryckningen, men något egentligt kriterium för täthet brukar saknas. Ibland anges att någon droppe ej får framträda efter 5 minuters provtryckning. En besvärlig bedömningsfråga är i vilken grad tätning av mindre läckor får göras. I stort gäller följande:

• För kvalificerade pumpar får små felaktigheter i gods vara lagade genom svetspåläggning av samma material som grundmaterialet. För svetsning och eventuellt tillhörande värmebehandling skall gällande föreskrifter för materialet iakttas.
• Diktning kan tillåtas, men är beroende på material, vätska och ställda krav på pumpen.
• Tätning genom ”impregnering” med olika vätskor-plast, vattenglas, speciella kemikalier är fullgod praxis för vissa lättmetallegeringar, men är synnerligen tveksamt eller helt förbjudet för många andra material

Pumpars hållfasthet bestäms av en kombination av verkan från det inre övertrycket och på anslutningsflänsarna verkande krafter och moment samt i vissa specialfall även av krafter från drivmotorn.

Figur 4.3 Väggtjocklek hos pumphus av olika storlek bestäms av olika kriterier.

* För standardpumpar enl ISO 2858 gäller 1,5 gånger pumpens högsta utloppstryck tillsammans med en korrektion för vätsketemperatur enl överenskommelse leverantör/användare.

Det inre övertrycket utgör summan av inloppstryck, pumpens maximala tryckhöjning och ett belopp beroende på tryckslag i anläggningen. Det totala inre övertrycket skall vara mindre än det för tryckklassen tillåtna. Praktiskt beror hållfastheten på pumparnas storlek. Mindre pumpar är i allmänhet överstarka, medan stora kan vara mycket känsliga för dynamisk belastning från tryckstötar figur 4.3. För stora pumpar kan det vara motiverat att ersätta spröda material som gråjärn med sega material t ex segjärn. När pumpar faller under tryckkärlsnormerna får materialvalet ske med hänsyn till förlängning och ibland även slagseghet.

Figur 4.4 ger ett exempel för rostfria stål på att det kan krävas ganska många materialkvaliteter för att täcka in olika krav på hållfasthet och korrosionsbeständighet.

Figur 4.4 Indelning av några rostfria stål med hänsyn till hållfasthet och korrosionsbeständighet. Siffror 2302-2343 avser SIS-nr och A20=Alloy 20. Tomma rutor täcks av olika tillverkares specialkvaliteter.

För plastmaterial minskas hållfastheten kraftigt med tiden -s k krypning. Förloppet sker snabbare vid ökad temperatur och även i vätskor. Figur 4.5 visar några värden för krypning i luft. Vid upphandling av pumpar i plast, särskilt för riskfyllda vätskor, bör motsvarande uppgifter för den aktuella vätskan anskaffas från pump- eller materialleverantör.

Figur 4.5 Statisk långtidshållfasthet för olika plastmaterial. Temperatur 23°C och 50°C- – – (källa Mekanresultat 68002)