بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، به بررسی خطای اساسی و راهبردی در استفاده از بوش استیل بجای بوش برنزی در الکتروپمپ های شناور دارای پروانه های برنزی در الکتروپمپ های شناور می پردازیم که در صنعت پمپ سازی و الکتروپمپ سازی بسیار رایج است که به دلایلی چون استحکام و سختی بالاتر و یا ارزان تر بودن از بوش استیل استفاده می شود ولی این کار خود باعث خوردگی گالوانیکی پروانه های برنزی یا برنجی می شود که باعث کاهش راندمان و عملکرد هیدرولیکی و طول عمر پمپ یا الکتروپمپ شناور می شود.
کلمات کلیدی: خطای اساسی، پمپ و الکتروپمپ شناور، بوش استیل، پروانه برنزی و برنجی.
.1 مقدمه
پمپهای شناور چند طبقه با محرک الکتریکی، مجموعه ای است از یک پمپ گریزازمرکزعمودی که به طور مستقیم با موتور الکتریکی شناور،کوپله می شود.این دستگاهها، جهت پمپاژ آب از چاههای عمیق و نیمه عمیق کم قطر طراحی شده اند. مهمترین کاربردهای آن عبارتند از تامین آب آشامیدنی، تامین آب فرایندهای صنعتی، آبیاری، تخلیه آب معادن، جبران فشار - بوستر - طرحهای آبرسانی، پمپاژ آب از مخازن، برداشت آب از رودخانه ها و دریاچه ها و سدها، برداشت آب از دریا، برداشت آب از چاه های عمیق و نیمه عمیق، آتش نشانی. الکتروپمپ شناور از دو قسمت پمپ والکترو موتور تشکیل شده است 1] و 2 و .[3 درون هر طبقه پمپ پروانه قرار دارد. تمام اعضای الکتروپمپ توسط شافت به هم مربوط می شوند. شافت پمپ با شافت الکتروموتور کوپل می شود. الکتروموتور نیز از استاتور و روتور تشکیل می شود.
در قسمت پایین روتور دیسک کفگرد قرار دارد که در واقع نیروی محوری پمپ و وزن اجزای گردان از طریق این دیسک به یاتاقان کفگرد منتقل می شود. یاتاقان کفگرد دارای بالشتک هایی است که از نظر شکل و اندازه چنان طراحی شده اند که با ایمنی کامل کلیه بارهای وارده را تحمل می کنند. با شروع کار الکتروپمپ دیسک کفگرد از روی بالشتک یاتاقان بلند می شود که به همراه آن تمام اعضای داخل الکتروپمپ بلند می شود و پروانه ها شروع به چرخش می کند و به این طریق پمپاژآب صورت می گیرد 4] و 5 و .[6 برای الکتروپمپ های شناور عمر مشخصی پیش بینی می شود. بسیار دیده می شود که به دلایل مختلف قبل از پایان عمر پیش بینی شده دچار مشکل و از کارآیی خارج می شود. پس از کالبدشکافی و تحقیقات الکتروپمپ های معیوب و بررسی علل معیوب شدن و انجام آزمایشات لازم روی قطعات به نتایج مفیدی رسیدیم که از جمله آن خوردگی گالوانیکی است. هدف از این پژوهش افزایش عمر مفید الکتروپمپ های شناور و ارتقا کارآیی به حد پیش بینی شده است. از این رو با بررسی منابع موجود و تحقیقات و مطالعات میدانی و انجام آزمایشات متعدد، اطلاعات مورد نیاز در این زمینه گردآوری گردید تا با استفاده از آن و اقدامات پیشگیرانه در جهت افزایش عمر مفید الکتروپمپ ها انجام شود.
.2 مواد اولیه و روش تحقیق:
برای این پژوهش ما از الکتروپمپ های مختلف که به تعمیرات برده شده بود استفاده کردیم و پس از بررسی علت خرابی و یا کاهش آبدهی به کالبد شکافی قطعات پروانه ها و ... پرداختیم و روی آنها تست های مختلف از جمله XRD و متالوگرافی و آنالیز شیمیایی و سختی سنجی و ... انجام دادیم و پس بررسی نتایج آن به تحلیل آنها پرداختیم و طبق تحقیقات کامل به نتیجه راهبردی و خطای اساسی دست یافتم.
.3نتایج و بحث:
پس از بررسی ها روی الکتروپمپ های تعمیری مشخص شد که خرابی پروانه های برنزی و برنجی ناشی از انواع خوردگی آن است که بطور مختصر بیان می گردد. خوردگی مس و آلیاژهای آن به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: خوردگی عمومی و خوردگی موضعی. این آلیاژها از سایر مدل های خوردگی نظیر روی زدگی - آلیاژ زدگی انتخابی - و خوردگی تنشی نیز صدمه می بینند. نرخ خوردگی عمومی مس و آلیاژهای آن عموما در اتمسفرهای تمیز پایین می باشد. این آلیاژها در محیط های داخلی با لایه تیره و نازکی که ناشی از خوردگی اندک قطعه - اتلاف ضخامت - است، پوشیده می شود. ولی در محیط های آلوده - بویژه محیط های حاوی ترکیبات آمونیاکی - نرخ خوردگی می تواند به مراتب بیشتر باشد؛ بطوریکه یون مس تریکبات کمپلکس تشکیل داده و بصورت ذرات حل شدنی از روی سطح قابل شستن می باشد. بسیاری از آلیاژهای مس مقاومت خوبی به آب دریا داشته و می توانند در شرایط دریایی موفق عمل نمایند - شکل. - 1
شکل-1خوردگی عمومی سکه قدیمی
مشابه اکثر فلزات مهندسی، هم مس و هم آلیاژهای آن ممکن است در محیط های سخت دچار خوردگی حفره ای شوند. لوله های مسی مورد استفاده در سیستم های گرمایش مرکزی می توانند بسرعت در حضور آب دچار خوردگی حفره ای شوند، مگر اینکه مراحلی برای پیشگیری از جوانه زنی حفره ها صورت گیرد. خوردگی حفره ای کلیه آلیاژهای مسی در طول بازه کاری، دارای یک دوره زمانی جوانه زنی حفره است. اگر محیط ساکن یا با حرکت بسیار آهسته باشد، حساسیت به جوانه زنی حفره بسیار بیشتر خواهد بود. آماده سازی سطح در مراحل ابتدایی، استراتژی خوبی برای مقابله با خوردگی می باشد - شکل. - 2
برخی از آلیاژهای مس به ترک خوردگی تنشی حساس می باشند. این نوع از خوردگی زمانی اتفاق می افتد که قطعات بواسطه فرایندهای شکل دهی دارای تنش پسماند باشند یا تحت شرایطی قرار بگیرند که تنشی بیشتر از مقدار نرمال برای تسلیم شدن یا تغییر شکل یافتن قطعه را متحمل شوند. ترک خوردگی تنشی فقط در شرایط محیطی و محدوده های دمایی خاص اتفاق می افتد. در صورت عدم استفاده از آلیاژهای مقاوم به ترک خوردگی تنشی، باید از قرارگرفتن قطعه در معرض محیط هایی که حاوی یون هایی هستند که با مس ترکیب می شوند، جلوگیری شود. خوردگی گالوانیکی زمانی اتفاق می افتد که دو فلز در یک محیط رسانای یونی با یکدیگر تماس می یابند. یکی از این فلزات آند - و حل می شود - و دیگری کاتد شده و اکسیژن بر روی سطح آن احیا می شود - و قلیایی تر می شود - .
اگر مس و آلیاژهای آن به فولاد زنگ نزن پسیو نظیر انواع 316 یا 304 یا تیتانیوم یا آلیاژهای آن متصل شوند، خوردگی یا انحلال مس یا آلیاژهای آن را شاهد خواهیم بود. مس و آلیاژهای آن سبب خوردگی گالوانیکی فلزات کمتر نجیب نظیر فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن نظیر 410، چدن، فولاد نرم، آلومینیوم، روی و منیزیم می شوند. آیتم بسیار با اهمیت در زوج های گالوانیکی سطح متاثر می باشد که تعیین کننده نرخ خوردگی است. کاتد مسی بزرگتر، به سرعت سبب خوردگی آند آهنی می شود - شکل. - 3
شکل-3خوردگی گالوانیکی در اتصال لوله های مسی و فولادی.
خوردگی رسوبی زیر شاخه ای از خوردگی گالوانیکی است که در آن کاتد بواسطه یون های مس محلول که بر روی فلزی پایین تر در سری های الکتروشیمی نظیر فولاد یا آلومینیوم رسوب نموده است، ایجاد می شود. وقتی این حالت رخ می دهد، صفحات مس از محلول خارج شده و کاتدهای موضعی خوبی را تشکیل می دهند.
