پمپ‌های حفاری تونل Tunnel Drilling Pump

بهریز پمپ سامان گزینه انتقال سیالات و تصفیه آب پایدار و قابل اندازه‌گیری را به صنعت و شهرداری‌ها ارائه می دهد. پمپ‌های دوغاب و معدنی را می توان به طور گسترده در معادن، نیرو، متالورژی، زغال سنگ، حفاظت از محیط زیست و سایر صنایع برای انتقال دوغاب حاوی ذرات جامد ساینده استفاده کرد.

پمپ‌های اسلاری بطور گسترده در صنایع معدنی که از سیستم‌های جدایش خیس استفاده می‌کنند، کاربرد دارند. این سیستم‌ها معمولاً حجم زیادی از سیال اسلاری را طی یک فرایند جابجا می‌کنند. همچنین از موارد استفاده این پمپ‌ها دفع بقایای سوخت فسیلی در نیروگاه‌های تولید برق است. دیگر زمینه‌های استفاده این پمپ‌ها در کارخانجات تولید کود ، احیای اراضی، زه‌کشی و لایه‌روبی و انتقال مواد معدنی در فاصله‌های دور است. 

 حمل و نقل دوغاب کارخانه متالورژی، حذف خاکستر نیروگاه حرارتی، دوغاب زغال سنگ کارخانه شستشوی زغال سنگ و حمل و نقل متوسط ​​سنگین، لایروبی رودخانه ها، لایروبی رودخانه و غیره. در صنایع شیمیایی، برخی از دوغاب های خورنده حاوی کریستال نیز قابل حمل و نقل هستند.در حال حاضر حدود 80 درصد از محدوده کاربرد پمپ های دوغاب در تغلیظ صنعت معدن استفاده می شود. 

صنایع فلزات از جمله روی، مس و فولاد
صنایع خمیر و کاغذ به عنوان نمونه انتقال اسلاری پالپ چوب ماده اولیه تولید کاغذ
نفت و گاز (Oil and gas)
تصفیه فاضلاب (Wastewater treatment) 
ساخت و ساز (Construction) 
صنایع شیمیایی و فرآیندی (Chemical and process industries)
 

تجهیزات پمپ‌های اسلاری و قطعات با توجه به نیازهای عملیاتی، جنس و نوع سیال، جریان و فشار لازم ، طراحی و ساخته می‌شوند. جنس اغلب قطعات از چدن‌های آلیاژی دارای 24 تا 32 درصد کروم 
 و فولاد ضد  زنگ داپلکس است و امکان ایجاد تغییرات در طراحی قطعات  مطابق نیاز  وجود دارد.

از اولین الزامات استاندارد پمپ‌های معدنی، دوام عملکرد قطعات آن‌ها در وضعیت کاری سخت است تا بتوانند در شرایط غیر یکنواخت سیال پمپ شونده، لغزش یا ناترازمندی مکانیزم انتقال قدرت از موتور به پمپ (به صورت غیر مستقیم و یا تسمه-پروانه)، غوطه ور شدن احتمالی محفظه بیرینگ در سیال سرریز شده از پایپینگ، کاهش تدریجی بالانس اولیه قطعات دوار و در نهایت تماس مداوم برخی قطعات با سیال حاوی ذرات سایشی و خردایش فیزیکی متعاقب آن همچنان کارایی لازم را حفظ نمایند. 

از جمله آلیاژهای ضد سایشی که به دلیل سختی سطحی بالا در تولید پمپ‌­های معدنی مورد استفاده قرار می‌­گیرند می‌­توان به  فولادهاي آستنيتي منگنزي ، چدن های آلیاژی نیکل کروم‌دار (Ni-Hard Iron) و  چدن‌های سفید پرکروم (Class II , III ASTM A 532)  اشاره کرد.

متریال 

 به منظور ایجاد مقاومت بالا به سایش و جلوگیری از تلفات مکانیکی و شیمیایی ناشی از انتقال سیال قطعات دارای تماس در پمپ‌های معدنی از چدن‌های آلیاژی دارای 24 تا 32 درصد کروم استفاده می‌شود. ویژگی این چدن سفید پر کروم، وجود کاربیدهای غنی از کروم است . وجود مقدار زیادی کاربید یوتکتیک در ریز ساختار قطعات پمپ‌ها، سختی و مقاومت به سایش را تضمین می‌کند. سطح این چدن‌ها نیز با مکانیزم اعمال تنش سخت می‌شود؛ چرا که در این فرآیند زمینه‌ی آستنیتی به مارتنزیت تبدیل می‌شود. فاز فلزی احاطه کننده این کاربیدها توسط عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی تاثیر می‌پذیرد. با کنترل  پارامترهای مذکور می توان توازن مناسبی بین مقاومت به سایش و چقرمگی لازم برای ایستادگی در برابر ضربه های مداوم را فراهم نمود.

     در همه چدن‌های سفید آلیاژی برای جلوگیری از ایجاد گرافیت در حین انجماد از عنصر کرم استفاده می‌شود. بیشتر چدن‌های سفید علاوه پرکرم ، نیکل، مولیبدن ، مس یا ترکیبی از عناصر آلیاژی نیز دارند. این عناصر از  ایجاد پرلیت در زیر ساختار جلوگیری می‌کنند.

 همچنین این امکان وجود دارد تا با استفاده از تغییر جنس قطعات در تماس با سیال به فولاد ضد  زنگ داپلکس از آنها در شرایط کاری که خوردگی فیزیکی و سایش فیزیکی همزمان وجود دارد نیز استفاده گردد.
 امکان ایجاد تغییر در طراحی هیدرولیکی و مکانیکی پمپ‌ها و انتخاب جنس با در نظر گرفتن نیازمندی‌های فرآیندی و عملیاتی مشتریان مهم‌ترین مزیت شرکت بهریز پمپ سامان است.

با توجه به اهمیت جنس و نوع سیال، جریان و فشار لازم و نیازهای عملیاتی، تجهیزات پمپ‌های اسلاری، طراحی و ساخته می‌شوند. 
آرایش قطعات اصلی و یدکی ، قابلیت تعویض آسان طبق برنامه نگهداری و طول عمر بالا در تماس با سیال خورنده از ویژگی‌های بارز این محصولات است.

انواع قطعات:

قطعات یدکی مصرفی
قطعاتی که در تماس مستقیم با سیال قرار دارند  و از جنس چدن ضد سایش A532 هستند. این قطعات عمدتاً شامل پروانه، اکسپلر، جمع کننده (لاینر)، درپوش و کاسه اکسپلر و بوش گلویی در برخی از مدل‌ها می‌باشند که عمر کاری آنها بسته به میزان کار پمپ در شبانه روز و درصد و نوع جامد محلول در مایع از 4 ماه تا 2 سال تخمین زده می‌شود. طبیعی است نحوه نگهداری از پمپ شامل بازرسی‌های دوره‌ای، فلاشینگ به موقع، روانکاری بیرینگ‌ها و گریس‌کاری در محفظه آب‌بندی باعث ازدیاد طول عمر این پمپ‌ها می‌گردد. 
 

قطعات بیرونی و محافظ
این قطعات در تمامی پمپ‌های اسلاری با توجه به طراحی و نوع پمپ در تماس با سیال قرار ندارد و جهت محافظت قطعات داخلی در نظر گرفته شده‌اند.
در پمپ‌های دو پوسته‌ای، دو قطعه چدنی مخصوص با عنوان فریم پلیت و کاور پلیت برای نگهداشتن لاینر که می‌تواند از نوع فلزی یا رابری باشد، طراحی می‌شوند. 
 

پروانه
پروانه مهم‌ترین نقش را در عملکرد پمپ‌های سانتریفوژ داراست. طراحی و جنس این قطعه در پمپ‌های اسلاری علاوه بر تعیین منحنی عملکرد و راندمان پمپ، به دلیل افزایش سایش ناشی از دوران نسبت به سایر قطعات اهمیت ویژه ای دارد. در برخی از موارد که اندازه پمپ کوچک باشد یا ذرات جامد درون اسلاری بزرگ باشند باید از نوع نیمه باز یا باز طراحی شوند تا باعث ایجاد گرفتگی و قفل شدن پمپ نشود.
 

اکسپلر
قطعه دوار دیگری که نقش آب بندی دینامیکی را در بسیاری از پمپهای اسلاری بر عهده دارد اکسپلر یا پروانه خارجی است که در هنگام روشن بودن پمپ مانع ورود سیال از خروجی پروانه اصلی به محفظه آب بندی میشود.
 

بیرینگ
پمپهای اسلاری را میتوان در دسته بندی تجهیزات سنگین کار (Heavy Duty) قرار داد. به همین دلیل بیرینگها در این محصول قوی تر از نمونه های مشابه در پمپهای غیر اسلاری است. در این پمپها معمولاً از بیرینگ های استوانه ای مخروطی به صورت پشت به پشت استفاده میشود تا علاوه بر مهار نیروهای محوری، قابلیت کنترل کمانش و خمش روی شافت افزایش یابد. 
 

محافظ آب بندی
به طور کلی آب بندی سیال اسلاری که حاوی ذرات سایشی جامد است یا از طریق سیلهای مکانیکی خاص انجام می شود که معمولاً هزینه بر است. برای کاهش هزینه و نیز اطمینان بیشتر همانطور که در بالا اشاره شده است از سیل دینامیکی (اکسپلر به همراه پکینگ) استفاده می شود.  البته در برخی موارد که فشار سیال در ورودی یا خروجی پمپ در هنگامی که پمپ خاموش است زیاد می باشد (مانند پمپهای زیر فیلتر پرس)، از سیلهای قفل شونده با مکانیزم گاورنر و فنر (Dry Lock Seal ) استفاده می شود. 
 

پوسته جمع کننده (لاینر)
این قطعه نقش جمع کردن سیال خروجی از پروانه را بر عهده دارد و علاوه بر این باعث تبدیل انرژی سرعتی به انرژی فشاری در خروجی پمپ میشود. شرکت بهریز پمپ سامان از لاینر فلزی از جنس چدن ضد سایش کروم بالا برای ساخت این قطعه استفاده میکند. این قطعه در نوع دو پوسته ای توسط دو پوسته بیرونی چدنی نگهداشته میشود اما در نوع تک پوسته اس فلنج دار است و مستقیماً به فلنج پایپینگ در خروجی پمپ متصل می شود. 
 

تنوع در آرایش قطعات اصلی و یدکی ، قابلیت انعطاف در سایز و نوع لوله کشی، قابلیت تعویض آسان طبق برنامه نگهداری و طول عمر بالا در تماس با سیال خورنده از ویژگیهای بارز این محصولات است.

مقاومت در برابر خوردگی فیزیکی (Errosion)
چدن‌های ضد سایش (بین 19 تا 32 درصد کروم) >>>  ایجاد مقاومت بالا به سایش
>>> پمپاژ دائم مایعات ساینده با چگالی بالا انتقال سیال حاوی مواد جامد 

مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و یا الکتروشیمیایی (Corrosion)
فولاد ضدزنگ (Stainless Steel) (مارتنزیتی، آستنیتی و فریتی) و نیز آلیاژهای داپلکس و سوپرداپکس و آلومینیوم
>>> سیال پمپ شونده اسیدی یا بازی باشد مانند آب دریا و محلول‌های اسیدی در صنایع شیمیایی 
>>> زمانی که در شرایط کاری خوردگی فیزیکی و سایش فیزیکی همزمان وجود دارد

انعطاف‌پذیری در لوله کشی
سهولت و قابلیت تغییر پارامترهای نصب پمپ، در شرایطی که فضای محدودی در اختیار است، اهمیت فراوانی دارد. بطور معمول، راستای قرارگیری فلنج رانش، نحوه نصب اتصالات خروجی همانند لوله‌های رانش و شیر تخلیه را تعیین می‌کند. در مواردی که امکان تغییر در چیدمان اتصالات پایین دست، وجود ندارد، به ناچار باید راستای خروجی جریان در پمپ را تغییر داد. به همین دلیل در طراحی پوسته این پمپ‌ها، این امکان دیده شده است تا بتوان با تغییر زاویه نصب، راستای کل پوسته را نسبت به پایه پمپ تغییر داد و متناسب با آن راستای خروجی پمپ را در سه موقعیت  عمودی افقی و مورب تنظیم کرد.

چیدمان نصب الکتروموتور
انعطاف‌پذیری در نصب الکتروموتور یکی از محاسن این پمپ‌ها بشمار میرود. استفاده از تسمه برای انتقال قدرت، هم از انتقال ارتعاشات موتور به پمپ و بالعکس تا حد زیادی جلوگیری می‌شود و هم امکان نصب الکتروموتور در حالت‌های مختلف، به ویژه در مواردی که فضای نصب محدود است، فراهم می‌شود.

استفاده از لاینر با جنس چدن ضد سایش و داپلکس
ساختار دو پوسته ای و تک پوسته ای
امکان تعمیر و نگهداری آسان
طراحی هیدرولیکی بهینه
پشتیبانی قطعات یدکی
خدمات پس از فروش
عمر سایش بالا و حداقل زمان خرابی
 با سرعت قابل تغییر 
 

وقتی زمان طراحی و تعیین سرعت و هد خط لوله و تأثیر دوغاب بر عملکرد می‌رسد، در نظر گرفتن فناوری‌های مختلف ضروری است. یک طرح کلی از فن‌آوری‌های مختلف درگیر در طراحی و کاربرد پمپ‌های دوغاب گریز از مرکز، نحوه استفاده از این پمپ‌ها، توسط تیم بهریز ارائه می‌شود.

فرآیند ساخت پمپ‌ها از دانش فنی وتکنولوژی روز جهت انتقال سیالات خورنده پیروی می‌کند.

سیال یا دوغاب به وسیله نیروی گریز از مرکز به بیرون رانده می‌شود و بین تیغه‌های پروانه حرکت می‌کند. دوغاب تا زمانی که به لبه پروانه می‌رسد به سرعت بالایی می‌رسد. در بدنه، انرژی پرسرعت آن به انرژی فشار تبدیل می‌شود. و فرآیند انتقال با کمترین سایش انجام می‌شود. در این فرآینداز تکنولوژی سیل‌های مکانیکی بهره گرفته‌ایم.

 آب‌بندی گریز از مرکز برای کاربردهای ویژه
سیل‌های مکانیکی Dry Lock به همراه اکسپلر دینامیکی 
 شرکت بهریز پمپ سامان به منظور جلوگیری از انتقال سیال پرفشار به بیرون از محفظه آب‌بندی، روش آب‌بندی مکانیکی جدیدی طراحی کرده است که از مکانیزم فنر و گاورنر استفاده می‌کند.
در برخی فرآیندهای فراوری مانند فیلترپرس‌ها، پمپ اسلاری در قسمت رانش تحت فشار است. فشار مکش یا رانش پمپ بالاست در این موارد سیستم آب‌بندی متداول پمپ‌های اسلاری شامل اکسپلر و پکینگ در حالتی که پمپ خاموش است عمل نمی‌کند و پمپ دچار نشتی می‌شود.
در این مکانیزم، قبل از روشن شدن پمپ، فنرهای سیل آب بندی با فشردن و اتصال دو قطعه باعث آب‌بندی و جلوگیری از انتقال سیال پرفشار به بیرون از محفظه آب‌بندی می‌گردد و باعث متوقف شدن نشتی پمپ می‌شود و در حالتی که پمپ روشن شود نیازی به آب بندی استاتیکی از طریق نیروی فنرها نیست،نیروی گریز از مرکز گاورنر باعث جدا شدن این دو سطح و اکسپلر عمل می‌کند.
. 

الزامات طراحی پمپهای معدنی

محاسبات مربوط به مدار پمپ
تست افت‌های هیدرولیکی قبل و بعد از پمپ
محاسبات مربوط به شرایط ته‌نشینی و گرفتگی مدار 
تحلیل پمپ برای حالت‌های مختلف عملکردی (درصد جامد، دانه بندی ذرات، چگالی موثر اسلاری ، ...)
تبدیل داده‌های بدست آمده از تست به شرایط سایت
برآورد توان مصرفی برای شرایط مختلف طول عمر 
تخمین عمر قطعات سایشی مرتبط با سیال اسلاری بر اساس میزان کار پمپ در شبانه روز، دانه بندی، جنس، درصد جامد و چگالی اسلاری