مواد المضخة الصناعية: الأيونات والاستخدام (I)
2025-11-08 15:51يُعد اختيار مواد مضخات المياه في الإنتاج الصناعي أمرًا بالغ الأهمية، إذ يؤثر بشكل مباشر على عمر المعدات، وكفاءتها التشغيلية، وتكاليف صيانتها، بل وحتى على سلامة واستقرار عملية الإنتاج بأكملها. ولا يقتصر اختيار المواد على اختيار الخيار الأغلى، بل يشمل أيضًا موازنة شاملة تستند إلى الخصائص الكيميائية والفيزيائية وظروف تشغيل السائل المُستخدم، بالإضافة إلى فعاليته من حيث التكلفة.
فيما يلي شرح منهجي لمتطلبات المواد لمضخات المياه المختلفة في الإنتاج الصناعي.
أولا: مبادئ الاختيار الأساسية
قبل اختيار مواد المضخة، لا بد من تحديد العوامل الرئيسية التالية:
تآكل الوسط: هذا هو الاعتبار الرئيسي. تُحدد درجة الحموضة (الرقم الهيدروجيني)، ومحتوى أيونات الكلوريد، وقابلية الأكسدة، وغيرها، المادة المقاومة للتآكل المطلوبة.
الكَشْك: ما إذا كان الوسط يحتوي على جزيئات صلبة (مثل الرمل، أو الملاط، أو جزيئات المحفز). يتطلب ذلك مواد ذات صلابة عالية ومقاومة للتآكل.
درجة حرارة التشغيل والضغط: تؤدي درجات الحرارة العالية إلى تسريع التآكل وتقليل قوة المواد؛ ويتطلب الضغط العالي قوة ميكانيكية أعلى من المواد.
نقاء الوسط ومتطلبات خاصة: في صناعات مثل الأغذية والأدوية، يلزم استخدام مواد غير سامة وغير ملوثة وسهلة التنظيف (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ). أما بالنسبة للمياه النقية أو فائقة النقاء، فتُعد المواد التي لا تُسرّب الأيونات وتُلوّث الوسط ضرورية.
اعتبارات التكلفة: اختر المادة الأكثر اقتصادا والتي تلبي متطلبات العملية.
الثاني. مواد جسم المضخة الشائعة وتطبيقاتها
1. الحديد الزهر
الخصائص: تكلفة منخفضة، قابلية صب جيدة، قوة ميكانيكية متوسطة، مقاومة ضعيفة للتآكل.
التطبيقات:
مضخات المياه: نقل درجة الحرارة المحيطة والمياه الصناعية غير المسببة للتآكل ومياه التبريد.
بعض مضخات المياه المتداولة، مضخات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
القيود: غير مناسب للأحماض والقلويات والمياه المالحة ومياه البحر أو الوسائط التي تحتوي على كمية كبيرة من الجسيمات الكاشطة. في ماء الصنبور، قد يؤدي التشغيل طويل الأمد إلى الصدأ، مما يؤدي إلى اصفرار الماء.
2. الفولاذ المقاوم للصدأ
هذه هي المادة المقاومة للتآكل الأكثر استخدامًا في المضخات الصناعية، ولكن الفولاذ المقاوم للصدأ هو فئة تحتوي على درجات مختلفة.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304:
الخصائص: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي للأغراض العامة، مقاوم للتآكل العام (على سبيل المثال، حمض النيتريك المخفف، والأحماض العضوية).
التطبيقات: الصناعات الغذائية والمشروبات والأدوية (تلبي المعايير الصحية)؛ نقل المواد الكيميائية المسببة للتآكل بشكل خفيف في الصناعة الكيميائية؛ المحاليل القلوية في درجات الحرارة المحيطة.
الفولاذ المقاوم للصدأ 316/316L:
الخصائص: يحتوي على الموليبدينوم (شهر)، مما يوفر مقاومة أفضل للتآكل الناتج عن الكلوريد والشقوق مقارنة بـ 304.
التطبيقات: المادة الأكثر استخدامًا في المضخات الكيميائية. تُستخدم لنقل مياه البحر، والمحلول الملحي، ومحاليل الكلوريد، وحمض الكبريتيك المخفف، وحمض الفوسفوريك، وغيرها. يتميز 316L بمحتوى كربون أقل، مما يوفر مقاومة أفضل للتآكل بين الحبيبات، وهو مناسب للمكونات الملحومة.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304L/316L:
الخصائص: إصدارات منخفضة الكربون، تستخدم في المقام الأول حيث لا يكون المعالجة الحرارية بعد اللحام ممكنة، لمنع التآكل بين الحبيبات.
التطبيقات: أغلفة المضخات الكبيرة أو المضخات ذات الهياكل المعقدة التي تتطلب لحامًا مكثفًا.
الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (على سبيل المثال، 2205):
الخصائص: يجمع بين الهياكل الأوستنيتية والحديدية، وقوته ضعف قوة 304/316، ومقاومة ممتازة للتشقق والتآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد، ومقاومة جيدة للتآكل النقطي.
التطبيقات: محلول ملحي عالي التركيز، مياه البحر، الظروف القاسية التي تحتوي على أيونات الكلوريد، النفط والغاز، المنصات البحرية، إزالة الكبريت من غازات المداخن (مجموعة المناقشة المركزة).