ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРОТОЧНЫХ КАНАЛОВ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА НА КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ И НАПОР

АННОТАЦИЯ

В статье показано влияние антикоррозионных композиционных покрытий на коэффициент полезного действия и напор центробежного насоса. Показано, что площадь поверхность центробежного насосов в проточных каналах составляет 200-220 мкм после нанесения составного полимерного покрытия на основе эпоксидной смолы, наполненной   стекловолокном. Обусловлено, что при нанесении на поверхность композиционного полимерного покрытия образуется поверхность, обладающая высокой адгезионной прочностью. Установлено, что композиционные полимерные материалы хорошо защищают водозаборного и ирригационного оборудования от коррозии. Показано увеличение коэффициента полезного действия на 10% при нанесении покрытия на поверхность внутренних каналов.

ABSTRACT

The article shows the effect of anticorrosive composite coatings on the efficiency and pressure of a centrifugal pump. It is shown that the surface area of ​​a centrifugal pump in flow channels is 200-220 μm after applying a composite polymer coating based on epoxy resin filled with fiberglass. It is due to the fact that when applying a composite polymer coating to the surface, a surface with high adhesive strength is formed. It is established that composite polymer materials protect water intake and irrigation equipment well from corrosion. An increase in efficiency by 10% is shown when applying a coating to the surface of internal channels.

Ключевые слова: композиционные материалы, покрытия, коэффициент полезного действия, напор.

Keywords: composite materials, coatings, efficiency, pressure.

В настоящее время эффективное использование воды, внедрение водосберегающих технологий и модернизация ирригационной системы остаются одними из главных вопросов в мире в условиях ограниченности водных ресурсов. Сброс воды для сельского хозяйства, коррозия ирригационного оборудования, воздействие на окружающую среду, разрушение металлов вследствие химических, электрохимических реакций являются серьезной проблемой трубопроводной инфраструктуры, и актуальность решения этой проблемы возрастает все больше.

При поливе сельскохозяйственных культур, когда вода поступает из водосбросного оборудования и трубопроводов, уровень воды в них отрицательно сказывается на скорости течения. В результате коррозионного и эрозионного воздействия эксплуатационных сред в процессе эксплуатации насосов и трубопроводов происходит снижение напора, уменьшения производительности и увеличение потребляемой мощности. Это происходит из-за увеличения шероховатости поверхности их проточных каналов.

Чтобы избавиться от нечистоты, на их поверхность наносят композиционное полимерное покрытие, устойчивое к гниению. 

Композиционные материалы, обладающие уникальными свойствами, могут использоваться во многих сферах производства, в том числе для защиты металлов от коррозии [1].

Использование композиционных полимерных материалов имеет большое значение в защите водозаборного и ирригационного оборудования от коррозии.   Они дешевы и удобны, имеют простую технологию нанесения на поверхность, легко восстанавливаются в случае повреждения, существует множество видов. Ежегодно 80% металлических деталей, используемых в оборудовании водоснабжения и орошения, покрываются полимерными покрытиями [2].

Целью исследования является разработка композиционных полимерных покрытий для защиты металлический конструкций от коррозии  и их влияние на шероховатость центробежного насоса на коэффициент полезного действия. 

Объектами исследования являются эпоксидная смола марки ЭД- 20 (ГОСТ 10587-84) (связующий), наполнители железный порошок, каолин, графит, стекловолокно, в качестве отвердителя моноэтаноламин, в качестве пластификатора госсиполовая смола (ГС) - отход масложирового комбината.

Физико-механические, технологические свойства разработанной нами композиции определены по методикам, разрешенным в странах СНГ [3] и ГОСТ. Точность результатов определялась с помощью компьютерных программ «MathCAD» и «Statistica» [4].

Покрытие внутренней части труб выполняется на самих предприятиях, производящих трубы. Для очистки внутренней поверхности труб используется пескоструйная обработка. Бывшие в употреблении трубы промываются в паровых или моечных ваннах моющими средствами и водой. Затем его сушат горячим воздухом. После сушки поверхность обрабатывается песком. Использование композиционных полимерных материалов имеет большое значение в защите водозаборного и ирригационного оборудования от коррозии.   Они дешевы и удобны, имеют простую технологию нанесения на поверхность, легко восстанавливаются в случае повреждения, существует множество видов. Ежегодно 80% металлических деталей, используемых в оборудовании водоснабжения и орошения, покрываются полимерными покрытиями. Годовой объем производства около 32 млн тонн лакокрасочных и полимерных покрытий показывает, какие огромные средства направляются на производство этого вида защиты от коррозии [5].

Уникальные физико-химические и механические свойства высокомолекулярных композиционных материалов позволили защитить их трубы от коррозии различного назначения в различных отраслях народного хозяйства, в частности, в системах водоснабжения и орошения [6].

При нанесении покрытия на внутреннюю поверхность труб используются различные методы. Если диаметр труб составляет 100 см, мы используем пневматический метод распыления. Трубы небольшого диаметра используются для погружения или литья. В таблице приведены коэффициент полезного действия центробежного насоса (К.П.Д. (η) и влияние давления на поверхность проточного канала.

 Для очистки труб от старого покрытия применяются механические, химические и термические методы. Покрытие выполняется теми же способами, что и выше. Площадь поверхности шероховатости центробежных насосов в проточных каналах после нанесения композиционного полимерного покрытия на основе эпоксидной смолы, наполненный стекловолокнистым наполнителем составляет 1-1,35 мкм. При нанесении на поверхность композитного полимерного покрытия образуется поверхность, обладающая высокой адгезионной прочностью.

В таблице показано коэффициент полезного действия центробежного насоса (К.П.Д. (η) и влияние давления на поверхность проточного канала.

Таблица.

Коэффициент полезного действия центробежного насоса (К.П.Д. (η) и влияние давления на поверхность проточного канала

Увеличение коэффициента полезного действия при нанесении покрытия на поверхность внутренних каналов составляет около 10%.

Таким образом можно сказать, что покрытия на основе эпоксидной  смолы ЭД-20 наполненный стекловолокном полностью заполняет неровностей и пор поверхности. Поэтому вязкость материала  возрастает во времени.

Список литературы:

1. Конев А.В., Маркова Л.М., Иванов В.А. Противокоррозионная защита магистральных трубопроводов и промысловых объектов: учебно-практическое пособие по вопросам теории и расчета. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. – 211 с.
2. Каблов Е.Н., Старцев О.В., and Медведев И.М.. "Обзор зарубежного опыта исследований коррозии и средств защиты от коррозии" Авиационные материалы и технологии, no. 2 (35), 2015, pp. 76-87.
3. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. – Казань: КГТУ, 2002. - 604с.
4. Шах В. Справочное руководство по испытаниям пластмасс и анализу 125 причин их разрушения /пер. с англ.; под ред. А.Я. Малкина. - М.: НОТ, 2009. – 736 с.
5. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Медведев И.М.. «Обзор зарубежного опыта исследований коррозии и средств защиты от коррозии» Авиационные материалы и технологии, № 2 (35), 2015, -С.76-87.
6. Фазлиддин Мустаким Уғли Каромов, Нилуфар Илёс Кизи Шокирова, and Саиджон Абдусалимович Гайбуллаев.  «Анализ состояния применения полимерной промышленности в народном» хозяйстве central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies (CARJIS), vol. 2, no. 3, 2022, pp. 83-93.