Materialval pumpar för slitande vätskor

Vätskor innehållande fasta partiklar ger ofta betydande materialproblem. Till en del kan problemen lindras genom val av pumpkonstruktioner lämpliga förslitande vätskor. För slitage utsatta områden kan vidare förses med utbytbara ”skoningar” eller utföras med en rikligt tilltagen slitmån. Exempel på detta utgör slitgodspumpar för transport av fast material som aska, sand, makadam etc. I dessa pumpar är inte bara slitmånerna stora, utan även pumparnas axelsystem dimensionerade för de obalanser, som kan uppstå till följd av slitage.

För slitande vätskor användes två huvudgrupper av material-hårda metalliska material och olika typer av gummibeklädnader.

Hårda metalliska material

För de hårda metalliska materialen gäller följande:

• Materialförlusten ökar kraftigt, när partiklarnas hårdhet är högre än materialet i pump eller skoningar.
• Materialförlusten ökar med kornstorlek, kantighet hos kornen och halten partiklar.
• Ökade slitstyrka fås genom ökad hårdhet hos pumpmaterialet, men denna inverkan är betydelsefull först, när pumpmaterialets hårdhet överstiger c:a 300 Brinellenheter.
• Kombination av allmän hårdhet hos pumpmaterialet med slitstyrka från enskilda element hos pumpmaterialet är bra. Exempel på detta utgör Ni-Hard – ett martensitiskt kromstål, där slitstyrkan fås från korn av kromkarbid inbäddade i ett hårt grundmaterial.

Gummibeklädnader

För gummibeklädnader fås slitstyrkan genom att fasta partiklar mer eller mindre studsar mot gummiytan utan att direkt skada denna.

För gummibeklädnader gäller följande:

• Mjukt gummi är bättre än hårt gummi.
• Gummi är gynnsamt om partiklarna träffar ytan vinkelrätt- infallsvinkel 90°-eller rör sig längs ytan, men är ogynnsamt vid infallsvinklar mellan c:a 5 till 30°.
• Gummibeklädnadens tjocklek skall vara 2-3 gånger partiklarnas storlek för att utnyttja ”studseffekten”.
• Skarpa partiklar kan skära sönder gummits yta.

När gummibeklädnader med hänsyn till partikelstorlek och vätsketemperatur kan användas är det överlägset de hårda metalliska materialen. För andra material kan nämnas att keramik är mycket bra, medan olika försök med plaster hittills ej gett bra resultat.

För alla materialkvaliteter ökar slitaget kraftigt med strömningshastigheten. Slitaget växer minst med tredje potensen på hastigheten och dokumenterade fall följande en sjunde potentslag har observerats. Dessa samband medför att slitaget för en centrifugalpump med uppfordringshöjden H växer proportionellt mot H³/2 till H⁷/2. Uppfordringshöjden per pumpsteg blir därför begränsad och är maximalt:

• C:a 50 m för gummibeklädda pumpar
• C:a 100 m för pumpar av slitstarka metaller.