Ресурс работы мембран пневматических насосов

20.11.2015

- "Мембрана опять порвалась. Два месяца назад меняли", - сетует Андрей, инженер небольшого цеха по розливу моторных масел и прочих автомобильных жидкостей, - "Раньше у нас насос тосол перекачивал, мембраны почти год ходили. Как только на масло перевели, начались проблемы".

Начинаем выяснять, что за насос, из какого материала мембраны стоят. Оказалось, что из PTFE (тефлона).

- "Вы бы лучше хайтреловые мембраны. Они здесь более к месту." - говорим.

- "И что, будут дольше работать?" - с надеждой в голосе спросил Андрей.

У нас часто спрашивают, сколько прослужат мембраны на пневматических насосах. Отвечать приходится уклончиво, мол, все зависит от конкретных условия работы насоса, материалов мембран, типа жидкости, давления воздуха. Но потенциальный пользователь насоса хочет знать хотя бы примерно. Вдруг диафрагму придется менять через 2 недели. Зачем ему такой насос? Конечно, владелец мембранного насоса хотел бы не открывать его для ремонта в течение двух-трех, а то и пяти лет. Попробуем ответить на вопрос, реально ли это. Для этого нам придется упорядочить и проанализировать разрозненную и противоречивую информацию о сроке службы мембран, которую дают разные производители. Но для начала ответим на другой вопрос:

Как разные условия влияют на срок службы мембран?

№1: Повышенная вязкость жидкости уменьшает долголетие мембраны.

Малые и средние насосы обычно рассчитаны на вязкость 3000-5000 сстокс, большие насосы до 10 000 сстокс. Некоторые производители обещают способность работать с вязкостью до 20 000 и даже до 50 000 сстокс. Относитесь к цифре 50 000 сстокс настороженно. Даже перекачивание жидкости с вязкостью 20 000 снижает производительность насоса в 5 раз. При вязкости 50 000 сстокс говорить о нормальной работе насоса не придется.

В любом случае имейте в виду, что при перекачивании вязких жидкостей срок службы мембран порядочно снизится, даже если не говорить о других проблемах в работе насоса. Особенно сильно снижение ресурса вы почувствуете, если мембраны из PTFE (тефлона).

№2. Работа с положительным подпором может быстро привести к выходу мембраны из строя.

Если жидкость поступает в диафрагменный насос под давлением, то мембраны оказываются в вогнутом положении. Из-за этого они будут страдать, болеть и быстрее умрут. Особенно нежелательно работать с положительным подпором мембранам из PTFE (тефлона). Большинство производителей указывают, что максимальное давление на входе в насос не должно превышать 1 бар (10 метров водяного столба), а для тефлоновых мембран 0,3 бара (3 метра водяного столба). Самое лучше для мембранного насоса - работать в режиме самовсоса. Так будет не только надежнее, но еще и безопаснее. Тогда в случае разрыва мембраны перекачиваемая жидкость просто стечет обратно в резервуар, а не польется через насос.

№3. Низкие температуры приводят к ускоренному износу мембран.

Многие пневматические насосы не могут работать при отрицательных температурах. Однако страна у нас не тропическая, а у покупателей весьма часто возникает потребность работы насоса зимой на улице. Некоторые модели с диафрагмами из Santoprene, Hytrel, EPDM не боятся минусовой температуры. Но в этом случае надо быть готовыми к снижению срока службы мембран, да и всего насоса в целом.

№4. Высокая абразивность частиц в жидкости уменьшает срок службы мембран

Собственно здесь и комментировать нечего. Старайтесь использовать термопластичные мембраны (Santoprene, Hytrel) для жидкостей с абразивом. Тефлоновые и каучуковые мембраны тоже могут держать абразив, но хуже. Хуже всего абразивные частицы отражаются на сроке жизни витоновых (Viton) диафрагм.

№5. Высокое давление в пневматической линии уменьшает ресурс мембран.

Максимально допустимое давление в пневматической линии для разных составляет 7-8,6 бар. При максимальном давлении воздуха возрастает и производительность насоса, но укорачивается жизнь мембран. Большинство производителей не рекомендуют превышать рабочее давление воздуха 5 бар. Чем меньше давление, тем меньше рабочих циклов в минуту будет совершать насос, и тем больше будут жить мембраны.

Что разные производители говорят о ресурсе мембран на пневматических насосах?

Корректно сравнить рабочий ресурс мембран достаточно сложно. Ведь надо учитывать все факторы, которые указаны выше (вязкость жидкости, работа в режиме самовсоса, рабочая температура, наличие абразивных частиц в жидкости, давление в пневматической и жидкостной линии). Поэтому все цифры, которые называют производители, достаточно условны. К сожалению, нет единого стандарта, по которому производители считают срок службы мембран.

Мы полагаем, что все производители указывают ресурс мембран исходя из перекачивания обычной воды при самых благоприятных для насосов условиях. Возможно, кто-то считает ресурс мембран при холостом ходе. Производители не дают точных ответов. Вот какие заявления нам удалось найти:

1. Yamada (Япония)

- Каучуковые мембраны из Neoprene, NBR имеют ресурс 10 миллионов циклов.

- Фторкаучуковые мембраны (Viton) имеют ресурс 3 миллиона циклов.

- Термопластовые мембраны Santoprene, Hytrel имеют ресурс 15 миллионов циклов.

- Фторопластовые мембраны из PTFE (Teflon) имеют различный ресурс в зависимости от типоразмера насоса:

30 млн. циклов для самых маленьких насосов с присоединением 1/4",

10 млн. циклов для небольших насосов с присоединением 3/8, 1/2",

3 млн. циклов для средних и больших насосов с присоединением от 1 до 3".

2. Fluimac (Италия) - мембраны выдерживают до 100 млн. циклов, рекомендуемый интервал замены 20 миллионов циклов.

3. AlphaDynamic (Греция). Двухкомпонентные мембраны на насосах Ruby (PTFE/EPDM) имеют ресурс 30 миллионов циклов, а мембраны из мягкого PTFE имеют ресурс 60 миллионов циклов.

4. Debem (Италия) - диафрагменные насосы Debem Boxer имеют новый тип мембран LongLife. Ресурс составляет 20 миллионов циклов.

5. Ingersoll Rand (США) - диафрагменные насосы Aro имеют срок службы мембран до 4 раз выше по сравнению с обычными насосами.

Мембранные насосы с патрубками 1 1/2" имеют более высокий ресурс (20 млн. циклов) по сравнению с более крупными 2" насосами (ресурс 15 млн. циклов).

6. Graco (США) - диафрагменные насосы Graco Husky имеют срок службы мембран до 5 раз больше по сравнению с насосами конкурентов.

7. Versa-Matic (США) - двухкомпонентные мембраны типа Fusion (PTFE/EPDM) имеют в 3 раза больший ресурс по сравнению с обычными PTFE мембранами. Ресурс достигает 23 миллионов циклов.

8. YTS (Япония) - мембраны фирмы YTS имеют очень высокий ресурс. Но есть мембранный насос работает с положительным подпором (не в режиме самовсоса), то во избежание быстрого выхода мембран из строя лучше использовать диафрагмы Garlock One-Up GORE.

9. Garlock (США). Мембраны One-Up имеют совершенно другие прочностные характеристики по сравнению с обычными PTFE мембранами. Они изготавливаются из PTFE со специальным покрытием фирмы GORE и могут работать при температурах до +176 градусов (обычные мембраны до +104 градусов). Это самые совершенные в мире мембраны из PTFE. Средний срок службы мембран One Up составляет 13 месяцев, в то время как обычные PTFE мембраны живут в среднем 3,7 месяца. Разница в сроке службы составляет 3,5 раза. Garlock утверждает, что даже при работе в абразивной среде мембраны One-Up будут работать намного лучше, чем обычные PTFE мембраны.

Если верить заявления производителей, то получится, что лучшие в мире по сроку службы мембран делают Fluimac (Италия) и AlphaDynamic (Греция). Но ведь это бюджетные бренды класса "B".

Производители дорогих насосов класса "А" дают гораздо более скромные оценки срока службы диафрагм. Между тем по опыту можем сказать, что по надежности и долговечности насосы и мембраны производителей класса "А" сильно превосходят насосы производителей класса "B". Отсюда можно сделать вывод, что к заявлениям итальянских и греческих производителей следует относиться критически.

В качестве базового ориентира мы предлагаем взять данные японской фирмы Yamada. Они единственные, кто дает подробную информацию о ресурсе мембран с разбивкой по материалам.

Также предлагаем взять на заметку, что если есть потребность в очень долговечной PTFE мембране, то следует предпочесть мембраны фирмы Garlock. Правда и стоят такие мембраны в разы дороже.

Формованные PTFE мембраны

Формованные мембраны соединяют воедино слой материала PTFE и каучуковую подложку (обычно EPDM). Такие мембраны в теории имеют бОльший ресурс, однако у них есть свои недостатки - меньшая производительность и повышенный расход воздуха. Их производят Graco, Versa-Matic, Wilden, Yamada, YTS, AlphaDynamic, Garlock.

Немного о ценах

В стоимости диафрагм можно выделить такие закономерности.

Европейцы имеют выгодные цены на PTFE, но прочие мембраны (Hytrel, Santoprene, NBR) у европейских производителей прилично дороже американских.

Американцы, японцы имеют выгодные цены на почти все мембраны, кроме PTFE. Американский PTFE самый дорогой. Мы считает, что это неслучайно, он действительно имеет гораздо больший ресурс по сравнению с европейским.

Подведем краткие итоги:

1. В качестве базовых цифр ресурса мембран пневматических насосов рекомендуем основываться на данных японской компании Yamada.