泵零件的磨損防護

對輸送磨蝕性介質螺桿泵進行磨損防護，延長泵的使用壽命——被輸送介質中含有的固體物質會損害輸送泵。委內瑞拉生產的石油中含有油砂，因此其油田中的輸油泵必須每6個月要更換一次。但新型螺桿泵解決方案解決了這個問題，它所使用的材料、結構設計和表面處理等都進行了最佳的性能匹配和優化。

委內瑞拉的經濟取決于石油資源，其90%的出口產品就是這種“黑色黃金”。但對于這個有著全球巨大石油儲備的國家來講，它的地理位置并不理想。盛產石油的奧里諾科重油帶開采出來的原油可以用“泵中的沙子”一詞來描述。因輸送的原油含有沙粒，導致輸油泵嚴重磨損，每6 個月就要更換一次。

“不僅是輸油泵的配件要花費大筆的資金，檢查、修理輸油泵停工時間也是一筆不菲的花銷。”ITT Bormemann 公司全球工業產品經理Jens Dralle 先生說。ITT Bormemann 公司在石油和天然氣工業領域中的多相混合物輸送中名聲大噪。在多相混合物輸送過程中，磨蝕性介質的作用加劇了泵的磨損，也是想要提高泵使用壽命必須解決的一大難題。但因為螺桿泵的輸送元件不與被輸送介質相互接觸，在泵送過程中，輸送腔的幾何形狀沒有改變，因此它們的磨損很小且幾乎不需要維護保養。

磨損和腐蝕

“盡管如此，螺桿泵的零部件仍然不可避免的會有磨損。”Dralle先生說。雖然泵的螺釘螺帽沒有粘稠介質帶來的磨損，但腐蝕仍然是螺桿泵失效的關鍵原因。Dralle 先生繼續說道：“磨損的關鍵原因是原油中所含砂粒的硬度比輸油泵的材料更硬。”當顆粒物的粒度尺寸大于兩零件之間的間隙時，運行幾乎不會有任何磨損。但如果顆粒物的大小等于或者小于兩個零件之間的間隙時，則有磨損的危險。此外，當顆粒物的粒度較小時就可能出現腐蝕的情況。

用綠色表示的大顆粒物無法進入兩個零件之間的間隙，它們在液體介質流動過程中沒有受到影響，但中小粒度的顆粒物會導致元器件之間的磨蝕和腐蝕性磨損

Dralle 先生一直致力于泵磨損的研究，他解釋說道：“為了盡可能地在真實條件下模擬運行，我們建立了一個非常逼真的試驗臺。”試驗臺使用的砂粒是石英砂粒，這些砂粒不斷地被添加到被輸送的液體介質中。他說：“我們想更多地了解磨損現象，知道速度、壓力差或者輸送設備的幾何參數等到底對泵有什么影響。”完成有沙試驗之后，再從液體介質中清除砂粒，然后將同量的液體介質重新進入泵中泵送。沒有顆粒物的液體介質兩次通過輸送泵，并使泵出現磨損。由此得到的數據可以用于輸送泵的選擇：“輸送泵的轉速是一個最重要的影響因素，有些極限值是不能超越的。但高轉速也有一定的用處，能夠阻止砂輪沉淀在輸送泵的底部。”

但僅憑這些還不足以設計出優秀的輸送泵。工程師們開始嘗試不同的材料、淬火工藝和涂層。最理想的材料方案是用陶瓷或者硬質合金制造全部的輸送設備，然而這常常會超出輸送泵的成本預算，而且從壽命周期成本費用管理方面來看，也不一定是最合理的。“泵送設備基本材料的表面硬化處理，再結合涂層材料的方法是非常有潛力的解決方案。”Dralle 先生說。同時，當泵送設備使用了奧氏體材料和雙相材料時，輸送泵也有著很好的耐腐蝕性能。“通過這種方法我們將輸送泵的使用壽命延長了4～5 倍，泵的價格也提高了20%～30%。”Dralle 先生繼續說道。

TCO 總擁有成本

新的磨損防護解決方案已經在不同的實際應用中進行了測試。在石油生產過程中，新方案的輸油泵更換周期已經延長到2年以上。這一解決方案在食品生產行業也有著很大意義。根據具體的液體食品，也大大延長了所使用的SLH 型螺桿泵的使用壽命。就總擁有成本和生命周期成本費用而言，新的解決方案擁有巨大的優勢。由于輸送泵的維修費用和停機時間都要付出高昂的代價，因此一般情況下，投資購買帶有涂層的輸送泵更經濟合理。