Đột phá trong công nghệ bơm gốm: Bơm gốm SiC ra mắt tại Triển lãm khai thác mỏ quốc tế, tuổi thọ sử dụng lại tăng gấp đôi
Tại một triển lãm khai thác mỏ quốc tế gần đây, một hướng đi mới trong công nghệ máy bơm đã thu hút rất nhiều sự chú ý từ những người trong ngành. Một số nhà sản xuất đã tung ra thị trường máy bơm được chế tạo bằng gốm silicon cacbua (SiC), cho thấy công nghệ này đang bước ra khỏi phòng thí nghiệm và bước vào các ứng dụng khai thác-trong thế giới thực. Đặc biệt, máy bơm bùn và máy bơm FGD đang bắt đầu nhận thấy các giải pháp khả thi đã được thử nghiệm-tại hiện trường dựa trên vật liệu này.
Chính những hạn chế của vật liệu sẽ xác định mức độ hiệu suất cuối cùng. Thang đo độ cứng Mohs đánh giá cacbua silic là một trong những vật liệu cứng nhất trên 9,2, gần bằng độ cứng của kim cương. Bạn nên nhận ra điều này, đặc biệt khi bạn đang chạy bùn với tải nặng và các hạt thô như quặng hoặc chất rắn cứng khác. Các bộ phận bị ướt (chẳng hạn như cánh quạt, vỏ hoặc lớp lót) trong trường hợp này sẽ tồn tại lâu hơn nhiều so với bình thường đối với kim loại thông thường. Nghiên cứu đã khẳng định gốm SiC có thể chịu mài mòn tốt hơn gấp 5 lần so với thép không gỉ tiêu chuẩn. Ngoài ra, cacbua silic ổn định trong toàn bộ phạm vi pH từ O đến 14, có nghĩa là nó có khả năng chống ăn mòn trong dung dịch axit hoặc kiềm. Với hai tính năng đó, máy bơm gốm là một lựa chọn thú vị trong môi trường khắc nghiệt của chế biến khoáng sản, luyện kim và khử lưu huỳnh hóa học-, những nơi thường xuyên bị mài mòn và ăn mòn.
Số trường kể câu chuyện có thật. Lấy một máy tập trung quặng sắt chuyển từ cánh quạt bằng gang có hàm lượng crom cao sang cánh quạt bằng gốm SiC. Bùn của họ có 35% trọng lượng là chất rắn và các cánh quạt cũ chỉ hoạt động trung bình 45 ngày trước khi thay thế. Sau khi hoán đổi, cánh quạt bằng gốm hoạt động trung bình được 18 tháng-lâu hơn gấp 12 lần. Số lần thay đổi hàng năm giảm từ 8 xuống dưới 1, giảm 91%. Một bộ số liệu khác từ một nhà máy chế biến vàng cho thấy máy bơm gốm có tuổi thọ gấp 9 lần máy bơm kim loại mà chúng thay thế. Đây không phải là kết quả phòng thí nghiệm; chúng là dữ liệu sản xuất thực tế.
Cải thiện hiệu quả cũng đáng chú ý. Cánh quạt kim loại trở nên thô ráp khi mòn và hiệu suất giảm dần-một kỷ lục cho thấy mức giảm 15% sau ba tháng. Mặt khác, cánh quạt bằng gốm luôn trơn tru và chống mài mòn, do đó hiệu suất được duy trì ổn định ngay cả sau một năm sử dụng. Điều đó có nghĩa là dòng chảy và đầu không phai theo thời gian. Mức tiết kiệm năng lượng đo được đạt khoảng 8% so với cánh quạt kim loại có cùng kích thước và một số thiết kế gốm được tối ưu hóa về mặt thủy lực đạt hiệu suất bơm lên tới 93%. Cộng những con số đó lại và tác động lên chi phí vận hành là rõ ràng.
Các phiên bản trước của máy bơm gốm có một điểm yếu: chúng cứng nhưng dễ gãy và khả năng chống va đập là điều đáng lo ngại. Những tiến bộ gần đây đã giải quyết được vấn đề đó. Với quy trình đúc chân không hoàn toàn, công thức tổng hợp tinh tế và thiết kế kết cấu được hỗ trợ bởi phần mềm mô phỏng, máy bơm SiC ngày nay giữ được ưu điểm chống mài mòn trong khi chịu tải va đập tốt hơn ba lần so với các mẫu cũ. Trong khi đó, vòng đệm mặt bằng gốm-than chì với hệ thống tuần hoàn tự làm mát hiện mang lại tuổi thọ vòng đệm liên tục lên tới 8.000 giờ.
Trong khai thác, giá trị thực là ít thời gian ngừng hoạt động hơn. Mỏ hoạt động suốt ngày đêm-việc dừng bơm ngoài kế hoạch có nghĩa là toàn bộ dây chuyền ngừng hoạt động. Việc thay đổi cánh quạt kim loại thường xuyên không chỉ tốn kém các bộ phận và nhân công mà còn làm mất năng suất. Kéo dài khoảng thời gian thay thế từ nhiều tháng lên nhiều năm đồng nghĩa với việc ít bị gián đoạn hơn. Một nhà điều hành khai thác mỏ báo cáo rằng việc chuyển sang sử dụng máy bơm gốm SiC hàng năm đã tiết kiệm được sáu con số chi phí thiết bị, nhưng quan trọng hơn là nó giúp ổn định toàn bộ quy trình. Độ tin cậy đó thậm chí còn quan trọng hơn ở những địa điểm ở xa hoặc hoạt động ngầm.
Dựa trên những phản hồi nhận được trong sự kiện này, rõ ràng ngành khai thác mỏ đang tỏ ra rất quan tâm đến loại công nghệ này. Máy bơm gốm SiC không chỉ đơn thuần là trao đổi vật liệu mà còn thể hiện sự cải tiến hoàn toàn thông qua vật liệu hiện đại, chế tạo ưu việt và thiết kế thủy lực thông minh. Bất kỳ ai đang phải đối mặt với vấn đề mài mòn và ăn mòn nghiêm trọng nên thực sự cân nhắc lựa chọn như vậy.
