Когда насосы работают всухую, это может привести к отказам, простоям и нежелательным расходам.
Сухой ход происходит, когда в насосе недостаточно жидкости. В погружных насосах жидкость действует как смазка и охлаждающая жидкость для отвода тепла, выделяемого насосом, через среду. Однако, при отсутствии жидкости внутри насоса могут произойти катастрофические сбои.
При использовании металлических компонентов тепло, выделяющееся при работе в сухом состоянии, может привести к повреждению деталей и, в конечном итоге, к заклиниванию насоса. При вращении рабочего колеса насоса выделяется тепло, которое нагревает другие компоненты насоса (подшипники, уплотнения и вал). Это приводит к повышенному износу составляющих элементов насоса и неминуемому выходу насоса из строя. Кроме того, выделяющееся избыточное тепло может привести к сварке этих металлических компонентов друг с другом.
Причины сухого хода
Работа в сухом режиме может быть результатом кавитации, когда избыточное парообразование приводит к созданию сухой рабочей атмосферы внутри насоса, или, что чаще, результатом человеческой ошибки. Обычно рекомендуется, чтобы погружные насосы работали всухую не дольше одной минуты; это относится как к добавлению, так и к удалению жидкости из насоса. При эксплуатации оператор насоса несет ответственность за своевременное отключение насоса, чтобы предотвратить попадание насоса в среду сухого хода.
Зачем использовать углеграфит?
Поскольку надежного способа исправления человеческой ошибки не существует, действенным методом будет изучить конструкцию насоса. Углеграфит и графитовые механические элементы конструкции – уплотнения и подшипники – могут использоваться в сухом и влажном режиме без риска заедания деталей или истирания при работе в сухом состоянии.
Рисунок 1 Атомная структура графита, показывающая слои графена, соединенные слабыми Ван-дер-ваальсовыми силами
Углеграфит самосмазывающийся материал и не требует дополнительной смазки для успешной работы в сухом состоянии; это связано с его химической структурой. Во время работы на обратную поверхность наносятся слои графена. Эта нанесенная пленка служит смазкой, необходимой для качественной работы детали на сухом ходу.
Как углеграфит, так и графитовые материалы обладают самосмазывающимися свойствами. Графит служит основой для смазки этих механических деталей, в то время как аморфный углерод обеспечивает прочность.
Химическая структура графита выровнена по слоям графена (рисунок 1), которые способствуют процессу осаждения пленки во время использования. Каждый слой графена удерживается вместе за счет слабых Ван-дер-ваальсовых сил, которые легко разрушаются, когда деталь упирается в противоположную поверхность.
Нанесенные графеновые слои заполняют шероховатости на рабочей поверхности, позволяя углеродно-графитному компоненту соприкасаться с графитовой пленкой, а не с самой рабочей поверхностью. Следовательно, обеспечивается самосмазывание. Это крайне важно в условиях режима работы на сухом ходу, когда отсутствует жидкая смазка для смягчения вредного воздействия трения.
Кроме того, поскольку химическая структура графита хорошо выровнена, он обладает лучшими тепловыми свойствами для отвода тепла от места контакта и уменьшения накопления тепла.
При использовании механических составляющих из угле-графита в насосе, который может работать в режиме сухого хода, нет необходимости устанавливать устройства защиты или управления, учитывающие «человеческий фактор» и предотвращающие перебои в работе насоса путем его аварийного отключения.