Jūras ūdens priekšapstrāde: keramikas sūkņa uzticamības apstiprināšana augstam-sāļumam, smiltīm-piekrautam jūras ūdenim

Jebkurā jūras ūdens atsāļošanas sistēmā ieplūdes vieta bieži ir daudz prasīgāka, nekā vairums cilvēku saprot,{0}}it īpaši attiecībā uz ieplūdi atklātā okeānā. Ūdens nav tikai sāļš elektrolīts; tas ir cieta-šķidruma maisījums, kas satur suspendētas daļiņas, mikroorganismus un smalkas smiltis. Iepriekšējai apstrādei paredzēts veikt filtrēšanu un nostādināšanu, bet, pirms ūdens pat sasniedz šos posmus, tas ir jāizceļ no jūras un jāpārvieto uz attīrīšanas vilcienu. Šis vienkāršais sūknēšanas solis ir galvenais šķērslis iekārtas ilgtermiņa uzticamībai.

Tāpēc daudzi inženieri pievēršas sūkņiem ar keramikas samitrinātām detaļām. Taču, lai pierādītu, ka tie patiešām iztur reālos pakalpojumus, ir nepieciešams vairāk nekā tikai materiālu datu lapu apskate. Tas ir jāsadala trīs praktiskās darbības jomās.

Pirmkārt, kā šķidruma mainīgais blīvums ietekmē hidraulisko darbību?
Kad smilšu saturs svārstās, mainās jūras ūdens blīvums un viskozitāte. Lielākā daļa sūkņa līkņu ir balstītas uz tīru ūdeni, tāpēc pēkšņa smilšu koncentrācijas palielināšanās, -teiksim, no 0,5% līdz 3%-, var novirzīt faktiskos augstuma un plūsmas punktus no to projektētajām vērtībām. Keramikas sūkņa lāpstiņriteņiem ir ļoti gludas virsmas, kas palīdz uzturēt hidrauliskos zudumus relatīvi nejutīgus pret viskozitātes izmaiņām. Tomēr patiesais jautājums nav par maksimālo ātrumu; tas ir, vai galvas līkne strauji pazeminās vai sāk svārstīties, mainoties smilšu slodzei. Testi liecina, ka ar rūpīgi izvēlētu lāpstiņriteņa apdari plūsmas izmaiņas šajā smilšu satura diapazonā saglabājas ±5% robežās no projektētā punkta. Šī stabilitāte tieši nozīmē konsekventāku padeves spiedienu pakārtotajām reversās osmozes membrānām.

Otrkārt, kā ir ar ilgtermiņa eroziju, ko izraisa smilšu ietekme?
Šīs kvarca daļiņas, kas pārvietojas lielā ātrumā, būtībā apstrādā korpusa un lāpstiņriteņa malas ar smilšu strūklu. Metāla daļām laika gaitā ir tendence attīstīties ar rievotiem vai rievotiem nodiluma modeļiem. Keramikas materiāli, piemēram, alumīnija oksīds vai silīcija karbīds, ar Vickers cietību virs 1200 HV, maina nodiluma mehānismu no griešanas/griešanas uz elastīgu triecienu. Paātrinātā kalpošanas laika testos ar smilšu koncentrāciju, kas divreiz pārsniedza plānoto, pēc 2000 stundu nepārtrauktas darbības keramiskā lāpstiņriteņa ieplūdes mala zaudēja tikai aptuveni 0,08 mm materiāla. Tas ir lēns, paredzams nodiluma līmenis. Tas nozīmē, ka operatori var ieplānot apkopi, pamatojoties uz vēsturiskiem duļķainības datiem, nevis gaidīt pēkšņu vārpstas atteici vai katastrofālu korpusa bojājumu.

Treškārt, kā klīrensa degradācija ietekmē tilpuma efektivitāti?
Nodiluma gredzena klīrenss sūkņa iekšpusē ir galvenais ceļš iekšējai recirkulācijai. Izmantojot metāla sūkņus, pieaugot klīrensam no nobrāzuma, tilpuma efektivitāte eksponenciāli samazinās,{1}}tērējot arvien vairāk enerģijas. Keramikai ir daudz zemāks termiskās izplešanās koeficients, tāpēc, kad jūras ūdens temperatūra paaugstinās no 15 grādiem līdz 40 grādiem, klīrenss palielinās tikai par vienu trešdaļu no tā, ko jūs varētu redzēt metāla sūknī. Apstiprināšanas braucienos, kad klīrenss laika gaitā pakāpeniski pavērās no 0,30 mm līdz 0,45 mm, efektivitātes zudums palika lineārs un maigs -bez pēkšņas novirzes punkta. Šī paredzamība glābj operatorus no pastāvīgas kņadas ar aksiālā rotora regulēšanu, kas arī samazina montāžas kļūdu risku, ko izraisa bieža nojaukšana.

Viena lieta, ko nevar ignorēt, ir keramikas trauslums. Uzticamības pārbaudē jāiekļauj termiskā trieciena izturība. Sūkņi ieslēdzas, apstājas un redz pēkšņus plūsmas kritumus, kas rada lokālas temperatūras lēcienus korpusa iekšpusē. Cikliskajos testos-pārmaiņus starp 15 grādu aukstu jūras ūdeni un īsiem 45 ° grādiem{6}}mikroplaisas neparādījās. Kamēr korpusa dizains atstāj pietiekami daudz vietas izplešanās telpai, keramikas sūkņi var tikt galā ar parastajām ieplūdes svārstībām bez strukturālām problēmām.

Atsauksmes uz vietas liecina, ka keramikas sūkņu izmantošana priekšapstrādē nenozīmē "nulles nodiluma" panākšanu. Tas ir par to, lai nodilums būtu vadāms. Tā vietā, lai cīnītos ar neparedzamu koroziju un eroziju, jūs iegūstat lēnas, izmērāmas izmēru izmaiņas. Operatori var secināt sūkņa iekšējo stāvokli, vienkārši izsekojot spiediena starpības un motora strāvas patēriņu,{3}}bez minējumiem. Šāda noteiktība ir tieši tas, kas trūkst daudzos sūknēšanas lietojumos, kuros ir daudz sāls un smilšu. Kad pacelšanas sūknis nemitīgi nedarbojas, RO membrānas iegūst stabilu, nepārtrauktu padevi. Tas ir īsts inženierijas pārbaudījums,-cik labi šķidruma mehānika un materiālu zinātne šajā jomā satiekas.