การใช้งานบุชชิ่งกราไฟต์สำหรับปั๊มจุ่ม: จากน้ำใสถึงน้ำเสีย

ปั๊มจุ่มน้ำเป็นการรวมมอเตอร์และตัวปั๊มไว้ในตัวเรือนเดียวกัน ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสูบน้ำบาดาลลึก น้ำเสียเทศบาล ระบบระบายน้ำเกษตร เหมืองแร่ และแพลตฟอร์มทางทะเล เนื่องจากมอเตอร์และปั๊มใช้ตัวเรือนร่วมกัน แบริ่งนำทางจึงต้องอาศัยตัวกลางที่ถูกสูบ (น้ำใส น้ำเสีย หรือน้ำที่มีทราย) เป็นตัวหล่อลื่น บุชชิ่งโลหะหรือพลาสติกจะสึกหรออย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะหล่อลื่นแบบแห้งหรือขอบเขต ในขณะที่บุชชิ่งคาร์บอนกราไฟต์ ด้วยคุณสมบัติหล่อลื่นตัวเอง ความคงทนทางเคมี และการนำความร้อนที่ดี จึงกลายเป็นวัสดุแบริ่งนำทางที่ได้รับความนิยม Huahao Sealing Co., Ltd. จัดส่งบุชชิ่งกราไฟต์นับแสนชิ้นต่อปีให้กับผู้ผลิตปั๊มจุ่มน้ำรายใหญ่ในประเทศ บทความนี้สรุปข้อคิดเห็นเกี่ยวกับการเลือกใช้วัสดุ

1. ข้อได้เปรียบหลักของบุชชิ่งกราไฟต์ในปั๊มจุ่มน้ำ

1.1 การหล่อลื่นตัวเอง

ในโครงสร้างผลึกแบบชั้นของคาร์บอนกราไฟต์ การยึดเหนี่ยวระหว่างชั้นค่อนข้างอ่อน ทำให้ชั้นสามารถเลื่อนผ่านกันได้ง่ายเมื่อมีแรงกด นั่นหมายความว่ากราไฟต์รักษาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ (0.05~0.15) โดยไม่ต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นภายนอก เมื่อปั๊มเริ่มทำงาน ก่อนที่ตัวกลางจะไหลเข้ามาในช่องว่างแบริ่ง การหล่อลื่นตัวเองของบุชชิ่งช่วยป้องกันการเสียดสีแบบแห้งจนเกิดความร้อนสูง

1.2 ความเหมาะสมกับการหล่อลื่นด้วยน้ำ

น้ำในฐานะน้ำหล่อลื่นมีความหนืดต่ำมาก ทำให้เกิดฟิล์มไฮโดรไดนามิกบางมาก บุชชิ่งโลหะจึงมีปัญหาในการสร้างฟิล์มหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพในน้ำและมักเกิดการสึกหรอแบบยึดติด บุชชิ่งกราไฟต์ (ความแข็ง Shore 40~60 HS) จับคู่แบบนุ่ม-แข็งกับเพลาสเตนเลส การสึกหรอจะเกิดขึ้นที่ด้านกราไฟต์เป็นหลัก ช่วยปกป้องเพลาสเตนเลสที่มีมูลค่ามากกว่า

1.3 ความคงทนทางเคมีและความต้านทานการกัดกร่อน

ตัวกลางในปั๊มจุ่มน้ำมีความหลากหลาย เช่น น้ำทะเลที่มีคลอไรด์ น้ำเสียที่มี H2S และน้ำเสียอุตสาหกรรมที่เป็นกรด-ด่าง กราไฟต์ที่ผ่านการอัดซึมด้วยเรซินมีความเฉื่อยทางเคมีในตัวกลางเหล่านี้ จึงหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงช่องว่างแบริ่งจากการกัดกร่อนและรักษาความแม่นยำของแบริ่งในระยะยาว

1.4 การขยายตัวทางความร้อนต่ำ

สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของคาร์บอนกราไฟต์อยู่ที่ประมาณ (4~6)×10⁻⁶ /℃ ซึ่งเป็นเพียงหนึ่งในสามของสเตนเลส การสตาร์ทและหยุดปั๊มบ่อยครั้งทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง แต่ไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อช่องว่างบุชชิ่งกราไฟต์ จึงให้ความเสถียรดีกว่าบุชชิ่งพลาสติก

2. โครงสร้างทั่วไปของบุชชิ่งกราไฟต์สำหรับปั๊มจุ่มน้ำ

2.1 บุชชิ่งกราไฟต์แบบตัน

เรียบง่ายและง่ายต่อการกลึง เหมาะสำหรับปั๊มจุ่มน้ำขนาดเล็กถึงกลาง (กำลังมอเตอร์ ≤ 30 kW) ความหนาผนังโดยทั่วไปอยู่ที่ 3~6 มม. ช่องว่างกับแกนเพลามีค่าเท่ากับ 0.1%~0.15% ของเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเพลา

2.2 บุชชิ่งกราไฟต์แบบแทรก

แผ่นกราไฟต์ถูกอัดเข้าไปในปลอกโลหะ รวมความแข็งแรงของโลหะกับคุณสมบัติหล่อลื่นของกราไฟต์ เหมาะสำหรับปั๊มกำลังสูงและแรงดันสูง เราจัดหาแหวนบุชชิ่งแบบแทรกสำหรับปั๊มบำบัดน้ำเสียกำลัง 75 kW: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 80 มม. แผ่นกราไฟต์หนา 4 มม. การรัดแน่น 0.05 มม. — ทำงานได้อย่างมั่นคง

2.3 บุชชิ่งกราไฟต์แบบแยกสามชิ้น

สำหรับปั๊มจุ่มน้ำแนวตั้งขนาดใหญ่ที่ไม่สะดวกในการถอดเพลา แบริ่งแยกสามชิ้นช่วยให้สามารถเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องถอดเพลา ลดเวลาการบำรุงรักษาอย่างมาก

3. การเลือกตามลักษณะของตัวกลาง

3.1 งานน้ำใส

ปั๊มบาดาลและปั๊มเกษตรจัดการน้ำใสที่มีของแข็งต่ำ เหมาะกับวัสดุ M106H หรือ M120H ที่ผ่านการอัดซึมด้วยเรซิน พารามิเตอร์: อุณหภูมิ ≤ 40℃, PV ≤ 5 MPa·m/s ความแข็งของแกนเพลา ≥ HRC 45; ความหยาบผิวสัมผัส Ra ≤ 0.4 μm

3.2 งานน้ำเสีย

ปั๊มน้ำเสียต้องรับมือกับเส้นใยและสารแขวนลอยซึ่งทำให้บุชชิ่งสึกหรอ วัสดุ M106D ที่ผ่านการอัดซึมด้วยแอนติโมนีจึงเหมาะสมกว่าเนื่องจากมีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง สามารถเจาะร่อง (กว้าง 2 มม., ลึก 1.5 มม., มีร่องตามแนวแกน 6~8 ร่อง) เพื่อช่วยให้ตัวกลางเข้าสู่บุชชิ่งได้ดีขึ้น

3.3 งานน้ำทะเล

คลอไรด์ในน้ำทะเลเสี่ยงต่อการกัดกร่อนกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยแอนติโมนี จึงควรใช้วัสดุที่อัดซึมด้วยเรซินหรือทองแดง วัสดุแกนเพลาควรเป็นสแตนเลส 316L หรือสแตนเลสดูเพล็กซ์ พร้อมผิวสัมผัสที่ผ่านการไนไตรด์

3.4 งานอุณหภูมิสูง

ปั๊มหมุนเวียนน้ำร้อนอาจทำงานที่ 90~120℃ แนะนำให้ใช้กราไฟต์ที่อัดซึมด้วยแอนติโมนีหรือเรซินสำหรับอุณหภูมิสูง เพิ่มช่องว่างการทำงานขึ้น 0.02~0.03 มม. เมื่อเทียบกับงานที่อุณหภูมิห้องเพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อน

4. รูปแบบความเสียหายและมาตรการป้องกัน

4.1 การไหม้จากการทำงานแบบแห้ง

ระดับน้ำต่ำหรือการอุดตันของตะแกรงทำให้บุชชิ่งขาดตัวกลางหล่อลื่น เกิดการเสียดสีแห้งจนไหม้ มีรอยไหม้สีดำและรอยแตกร้าว ป้องกันโดยติดตั้งสวิตช์ระดับน้ำต่ำและทำความสะอาดตะแกรงอย่างสม่ำเสมอ

4.2 การสึกหรอจากสารกัดกร่อน

ทรายในตัวกลางสูงทำให้เกิดการสึกหรอแบบสามตัวกลางในช่องว่าง แสดงออกเป็นการขยายรูอย่างสม่ำเสมอและผิวหยาบ ป้องกันโดยติดตั้งไฮโดรไซโคลนหรือแผ่นกรองแม่เหล็ก เลือกกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยแอนติโมนีที่มีความแข็งสูงกว่า

4.3 การกัดกร่อนแบบกัลวานิก

กระแสไฟฟ้าจากไดรฟ์ความถี่ตัวแปรอาจไหลผ่านบุชชิ่งกราไฟต์ ทำให้เกิดการสึกหรอเป็นรอยคลื่นบนแกนเพลาและบุชชิ่ง ป้องกันโดยติดตั้งแปรงคาร์บอนกราวด์ที่ปลายไม่ขับเคลื่อนเพื่อนำกระแสไปยังตัวเรือน

4.4 การคลายตัวของการรัดแน่น

การใช้งานระยะยาวอาจทำให้การรัดแน่นระหว่างบุชชิ่งกับรูตัวเรือนคลายตัว ทำให้บุชชิ่งหมุนได้ ป้องกันโดยใช้การรัดแน่นที่เหมาะสม (0.02~0.04 มม.) ในการประกอบ และอาจใช้กาวชนิดไม่ต้องใช้แสงหากจำเป็น

5. กรณีศึกษาการจัดหาของ Huahao Sealing

ปั๊มยกน้ำเสียเทศบาลกำลัง 90 kW เดิมใช้บุชชิ่งอัดซึมด้วยฟีนอลิก มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 8 เดือน หลังเปลี่ยนมาใช้ M106D ที่อัดซึมด้วยแอนติโมนีพร้อมร่อง สามารถทำงานต่อเนื่องได้ 24 เดือนโดยมีการสึกหรอเพียง 0.15 มม. คาดว่าจะยืดอายุการใช้งานถึง 30 เดือน

สรุป

การเลือกบุชชิ่งกราไฟต์สำหรับปั๊มจุ่มต้องผสมผสานลักษณะของตัวกลาง กำลังของปั๊ม หน้าที่การทำงาน และความสามารถในการบำรุงรักษา บริษัท Huahao Sealing จำกัด มีบุชชิ่งกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยเรซินรุ่น M106K และอัดซึมด้วยแอนติโมนีรุ่น M106D ครบทุกขนาด พร้อมบริการสนับสนุนการวาดแบบตามสั่ง เรามีคำแนะนำเฉพาะกรณี กรุณาติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อรับคำปรึกษาเชิงลึก