Materialkombinationer och materialval i pumpar

Eftersom vissa konstruktionselement i en pump är mer utsatta än andra element är det naturligt att utföra dem i ett bättre material. Motivet kan även vara att detaljer, som permanent eller tillfälligt har metallisk kontakt med varandra, skall ha goda glidegenskaper. Sådana fall förekommer i förträngningspumpar eller vid oavsiktlig kontakt mellan pumphjul och hus i centrifugalpumpar. Som regel bör materialen vara helt olika och om de är lika, ha en hårdhetsskillnad på åtminstone 30 Brinellenheter.

Galvanisk korrosion

Vid kombination av olika metaller kan galvanisk korrosion uppträda. Detta medför att den oädlare metallen – anoden – får ökad korrosionshastighet jämfört med den ädlare – katoden – som i stället skyddas. En uppfattning om riskerna för galvanisk korrosion fås ur den s k spänningskedjan – tabell 4.6. Praktiskt kan metaller med en potentialdifferens på 0,2V ”kopplas samman” utan att konsekvenserna blir besvärande. Vid stor anodyta och liten katodyta t ex pumphus – pumphjul kan potentialdifferensen för vissa gynnsamma kombinationer ökas till det dubbla. Figur 4.15 visar ett drastiskt fall av galvanisk korrosion.

Tabell 4.6 Spänningskedja för metaller med potentialvärden uppmätta i havsvatten. (källa S Bartha)

Figur 4.15 Galvanisk korrosion på pumpaxel av rostfritt stål typ 13 Cr. Axeln har legat i reserv med grafithaltig boxpackning monterad, varvid kondens av luftfuktighet orsakat korrosionen. Angreppet har påskyndats genom spaltkorrosion.

Materialkombinationer

För materialkombinationer i centrifugalpumpar finns en viss praxis etablerad. Denna innebär att pumphjul och diverse smådelar utförs av bättre material än pumphuset. För en axel måste vidare hänsyn tas till korrosionsutmattning, som uppträder även vid förhållandevis ringa korrosionsangrepp och efter en tid medför axelbrott. Ett alternativ för axeln är att utföra den helt avtätad från vätskan.

För det enklaste pumphusmaterialet – gråjärn – förekommer tre olika pumphjulsmaterial i tabell 4.7. När pumphjulet är utfört av gråjärn finns risk för sammanrostning efter en provning eller när pumpen står stilla. Ett bättre materialval är då pumphjul av rödmetall eller av syrafast stål. Är vätskans pH över c:a 8-9 är rödmetall dock inte beständig.

För de olika materialen finns i tabell 4.7 kostnadsrelationer. Med dessa avses enbart att ge en ungefärlig bild av prisnivån, då kostnadsrelationerna beror av pumpstorlek, baspris på olika metaller osv.

Tabell 4.7 Några vanliga materialkombinationer för pumpar. Om axeln är avtätad mot vätskan kan den utföras i enklare material.

Materialval för pumpar

I tabell 4.8 återfinns en grov rekommendation på användningsområden för olika material. Se även kapitel 10 Vätskors egenskaper.

För mer detaljerade uppgifter hänvisas till litteraturförteckningen i avsnitt 5.9.

Tabell 4.8 Material för centrifugalpumpar och deras huvudsakliga användningsområde.