Погружной шламовый насос для обогатительных фабрик

Если честно, многие до сих пор путают обычные шламовые насосы с погружными моделями для ОФ — а ведь разница принципиальная, особенно когда речь идет о работе с абразивными пульпами под уровнем жидкости. Вот наша практика показывает: даже опытные технологи иногда недооценивают влияние конструкционных материалов на ресурс узла.

Конструкционные особенности, которые не увидишь в паспорте

Возьмем для примера наши последние модернизации в конструкции уплотнений. Стандартные сальниковые уплотнения на высококонцентрированных пульпах выходят из строя за 2-3 месяца — особенно если в шламе присутствуют частицы крупнее 3 мм. Перешли на комбинированные системы с гидродинамической разгрузкой, но тут же столкнулись с проблемой кавитации на реверсе.

Кстати, про кавитацию — в погружных исполнениях ее часто путают с банальным засорением приемной решетки. Как-то на фабрике в Кемерово три месяца меняли рабочие колеса, пока не обнаружили, что виной всему была неправильная геометрия улитки. После перешли на спиральные диффузоры с переменным шагом — вибрация снизилась на 40%.

Материал проточной части — это отдельная история. Керамические вставки хороши до определенного предела абразивности. На золотоизвлекательной фабрике в Красноярском крае пробовали ставить полностью керамические крыльчатки — при постоянной работе с песками средней крупности показали себя неплохо, но при переходе на глинистые шламы начались проблемы с ударными нагрузками.

Реальные кейсы с обогатительных предприятий

На одной из фабрик по переработке медной руды в 2021 году столкнулись с интересным явлением: три одинаковых насоса, работающих в параллель, показывали разный износ лопаток. Оказалось, дело в разной скорости подачи пульпы — при превышении 3.5 м/с начинался эрозионный износ даже у самых стойких сплавов.

Запомнился случай на угольной обогатительной фабрике в Воркуте — там погружной насос работал в режиме 24/7 с зольностью шлама до 65%. Через 8 месяцев непрерывной эксплуатации замерили остаточную толщину корпуса — в зоне перехода с улитки на напорный патрубок было всего 4 мм против изначальных 25. Пришлось разрабатывать усиленную конфигурацию с локальным утолщением в критических зонах.

Иногда проблемы возникают из-за мелочей. Как-то раз на монтаже забыли поставить демпфирующие прокладки между фланцами — вибрация передавалась на фундамент, через неделю появились трещины в подводящем трубопроводе. Теперь всегда проверяем этот узел при пусконаладке.

Специфика материалов для разных типов шламов

Для кислых сред с pH ниже 4.5 традиционно применяем высокохромистые чугуны, но они плохо переносят ударные нагрузки. На фабрике по переработке пиритных концентратов перешли на биметаллические конструкции — стальной корпус плюс наплавка из карбида вольфрама. Ресурс увеличился в 1.8 раза, но стоимость ремонта выросла на 40%.

Работая с мелкодисперсными шламами (менее 100 мкм), обнаружили интересную зависимость: полиуретановые покрытия служат дольше металлических почти в три раза, но только при температуре до 60°C. Нагрелись выше — началось отслоение.

Сейчас тестируем композитные материалы от ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов' — их керамические футеровки показали хорошую стойкость к абразивному износу в гидроциклонах. Насосы с аналогичным покрытием в проточной части испытываем уже полгода, пока износ в зоне рабочего колеса на 23% меньше, чем у стандартных хромистых версий.

Монтажные нюансы, о которых не пишут в инструкциях

При установке погружных насосов в существующие зумпфы часто забывают про необходимость создания равномерного подпора. Идеально, когда расстояние от приемного отверстия до дна составляет не менее 1.2 диаметра входного патрубка — иначе возникают завихрения, засасывание донных отложений.

Электрическая часть — отдельная головная боль. Кабельные вводы через крышку зумпфа должны иметь двойное уплотнение, но на практике часто экономят на этом. Результат — попадание влаги в клеммную коробку, межфазное замыкание. После нескольких таких случаев начали ставить дополнительные гермовводы с тефлоновыми уплотнителями.

Про фундаментные болты — кажется ерундой, но именно они часто становятся причиной смещения насоса. На виброактивных режимах болты растягиваются, появляется люфт. Теперь используем только высокопрочные болты класса 8.8 с контргайками — проблема исчезла.

Эксплуатационные наблюдения и неочевидные зависимости

Заметил интересную закономерность: при работе с известковыми шламами образование накипи на лопатках рабочего колеса начинается именно при определенной скорости вращения — около 850 об/мин. Снизили до 750 — проблема практически исчезла, хотя КПД упал на 7%.

Температурный режим — еще один важный фактор. Летом, при работе в закрытых помещениях, температура пульпы может достигать 70°C. При таких условиях стандартные уплотнения из EPDM начинают дубеть, перешли на фторкаучуки.

Сейчас многие производители переходят на 'умные' системы мониторинга, но на практике простейшие вибродатчики часто оказываются надежнее сложных комплексов. На одной из фабрик поставили датчики с беспроводной передачей данных — через месяц отказали из-за конденсата в электронике. Вернулись к проводным с местной индикацией.

Перспективные разработки и практические находки

Из последних экспериментов — пробовали использовать лопатки с изменяемым углом атаки для разных типов шламов. Конструкция получилась слишком сложной, сервоприводы не выдерживали условий работы. Отказались в пользу сменных рабочих колес под конкретный тип пульпы.

Интересный опыт получили при использовании насосов в каскадных схемах обогащения — когда один агрегат работает на разгрузке классификатора, второй — на перекачке в отвал. Синхронизация производительности оказалась критичной — при расхождении более 15% начиналось переполнение промежуточных емкостей.

Сейчас изучаем возможность применения решений от ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов' — их подход к созданию износостойких покрытий для горнодобывающего оборудования выглядит перспективно. Особенно интересует технология самораспространяющейся керамической футеровки, которая может быть адаптирована для критических зон погружных шламовых насосов. На их сайте hzwear.ru есть техническая документация по применению таких материалов в гидроциклонах — думаю, некоторые решения можно перенести и на насосное оборудование.