Полимерная футеровка насосов и арматуры

ПОЛИМЕРНАЯ ФУТЕРОВКА НАСОСОВ И АРМАТУРЫ

Завод "Гидрогаз" в 1996 г. впервые в стране разработал и внедрил в серийное производство конструкцию и технологию полимерной футеровки проточной части насосов и некоторых видов запорно-регулирующей арматуры и остается до сих пор единственным в России предприятием данного профиля.

Футерованные полимерами детали проточной части — это толстослойное полимерное покрытие металлических корпусов и закладных элементов (крыльчаток, валов, магнитных муфт и т.п.) механически соединенных между собой в единый конструктивный элемент, обладающий новыми качествами:

высокой механической и антивандальной прочностью, определяемой металлическими (снаружи) корпусами или закладными элементами (внутри);
уникальной химической стойкостью проточной части оборудования, которая достигается применением современных полимерных материалов;
оптимальными ценами, определяемыми заменой дорого-стоящих металлических сплавов на комбинацию "деловая сталь + легкий пластполимер".

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

В качестве металлических материалов корпусов и закладных элементов завод "Гидрогаз" успешно использует качественные конструкционные стали, а в редких, особо ответственных случаях, применяются химически стойкие сплавы.

В результате экспериментальных технологических работ были подобраны основные марки плавких полимеров, установлены закономерности процессов их литья под давлением, выработаны рекомендации по конструктивным особенностям элементов механической связи с металлическими каркасами в футерованных изделиях.

Разработанная специалистами пред-приятия технология позволяет получать защитную футеровку за один технологи-ческий переход, сведя к минимуму меха-

ническую обработку. Широкий спектр полимерных материалов обусловлен разно-образием условий эксплуатации изделий.

В настоящее время завод "Гидрогаз" в качестве материалов футеровки использует самые современные химически стойкие полимеры:

плавкие фторполимеры — PVDF Solef (аналог Ф-2М), PFA (аналог — Ф-50);
полиолефины — полипропилен Каплен;
стеклонаполненный полипропилен Армлен (PPGF).
Причинами такого выбора послужили уникальные свойства указанных полимеров.

СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТОВ PFA, PVDF:

уникальная химическая стойкость, обусловленная строением полимеров — высокой энергией связи: C-C; C-H; C-F;
высокие механические свойства и триботехнические характеристики;
малое термическое старение, малое изменение механических свойств с течением времени;
взрывобезопасность;
широкий температурный диапазон эксплуатации от -50°С до +200°С.

СВОЙСТВА ПОЛИМЕРЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИПРОПИЛЕНА:

1. Полипропилен (Каплен) является наиболее востребован-ным полимером из-за удачного сочетания относительно низкой стоимости и присущих полипропилену комплексов свойств:

высокая жесткость;
эластичность;
низкий коэффициент трения;
высокая химическая стойкость к агрессивным средам.

К недостаткам полимера можно отнести ограниченную воз-можность эксплуатации при низких температурах (до -5о С);

2. Стеклонаполненный полипропилен (Армлен-армирован-ная композиция полипропилена) отличает:

высокая водостойкость и химическая стойкость при воздействии кислот, щелочей, электролита, масел, поляр-ных растворителей, атмосферного озона, бактерий;
повышенная ударная вязкость;
широкий температурный интервал эксплуатации:
от — 40оС до +110оС.

Уникальные свойства полимеров, освоенных предприятием в настоящее время, позволяют использовать их там, где полимеры раньше не находили применения, а суперсплавы имели ограниченную стойкость (см. диаграмму ).

Для того чтобы проследить эволюционный характер проводимых работ, достаточно обратить внимание на таблицу 1.

ИСТОРИЯ ОСВОЕНИЯ ПЛАВКИХ ФТОРПОЛИМЕРОВ ЗАВОДОМ "ГИДРОГАЗ":

Спрос на изделия, выдерживающие воздействие агрессивных сред при высоких и низких температурах, потребовал освоения новых технологических процессов переработки химически-стойких полимеров, в частности плавких фторполимеров. Из-за реологических свойств (большой вязкости, низкой критической скорости сдвига) фторполимеры требуют особенных, в отличие от традиционных полимеров, условий переработки.

Анализ марочного ассортимента, соотношения цены- качества фторполимеров ведущих отечественных и зарубежных производителей, а также экспериментальные технологические работы позволили остановиться на марках тефлонов, которые удовлетворяют предприятие по техническим, качественным и экономическим характеристикам:

фторполимер PFA, перфторалкоксилированный тетрафторэтилен, фторопласт-50. Стоек к кислотам,щелочам,растворителям .Рабочая температура от -190 до +2500С;
фторполимер РVDF Solef, поливинилиденфторид, фторопласт-2М. Стоек к кислотам и химическим реагентам. Рабочая температура от -20 до +1300С.

Для обеспечения взрывобезопасности отработаны фторполимеры с удельным поверхностным сопротивлением менее 103 ом.

Десятилетний срок отработки футерованных полимерами элементов проточных частей насосов и арматуры позволил накопить большой опыт применения полимеров в огромном разнообразии технологических сред заказчиков. В таблицу 2 сведена информация по работоспособности в наиболее часто встречающихся средах.

УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЛИМЕРОВ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ХИМИЧЕСКИХ СРЕД:

УПЛОТНЕНИЯ НЕПОДВИЖНЫХ РАЗЪЕМОВ:

эластомерные кольца и мембраны (на основе EPDM, FPM каучуков);
комбинированные уплотнения (капсулированная во фторопластовую оболочку химически-стойкая резина);
термопластичные резины ("динамические термоэласто-пласты") TPV, TPE на основе активированных эласто-меров и термопластичных полимеров, которые перерабатываются методом литья под давлением.

ЗАЩИТА НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ:

Защита от воздействия агрессивных паров и жидкостей осуществляется порошковой низкотемпературной эпоксидной краской (ЭК-901) и сверхвысокомолекулярным полиэтиленом (Хастален ГУР: GHR 8110, GUR 4120) позволяющими обеспечить антикоррозионную защиту от атмосферных воздействий и работоспособных в помещениях с повышенной влажностью, с содержанием паров химически активных жидкостей.