Mecanismos básicos de desgaste de bombas centrífugas construidas en acero inoxidable
Debido al diseño general de la bomba, las partículas sólidas en el fluido de la bomba tienen un pequeño ángulo de impacto contra los componentes del extremo húmedo. Por lo tanto, el desgaste por impacto tiene muy poco efecto sobre la tasa de deterioro general de un material. El desgaste por deslizamiento, sin embargo, es considerablemente más dañino porque agrava los esfuerzos cortantes a los esfuerzos normales que ya se han impuesto. Esto aumenta el flujo de material plástico y la tendencia a la fractura en las regiones de contacto de las partículas sólidas y las piezas de la bomba.
La tasa de desgaste por deslizamiento (ɣ) es directamente proporcional a la carga aplicada (W) y la distancia de deslizamiento (L) e inversamente proporcional a la dureza del material (H).
ɣ = kWL / H
k = coeficiente de desgaste que depende principalmente de la dureza de las partículas sólidas
Los siguientes son los mecanismos de control del desgaste por deslizamiento:
- Formación de ranuras deformadas plásticamente sin remoción de material. En tal caso, el material tiene una mayor dureza y se adapta a una mayor tenacidad a la fractura.
- Separación de microchips fracturados que aumentan significativamente la tasa de desgaste.
La resistencia al desgaste de WCD4 ™ y 904L se estableció con el aparato Pin-On-Disk según ASTM G99
Las tasas de desgaste de Wilfley WCD4 ™ ( ASTM A890 Grado 1B / UNS 32550) acero inoxidable dúplex y 904L ( Modificación ASTM A743 Gr CN3M / UNS N08904) acero inoxidable austenítico se calcularon con el aparato de clavija sobre disco según ASTM G99 . Este método de prueba consiste en una bola de alúmina de 0,25 pulgadas (6 mm) que se desliza contra una muestra de material giratorio bajo un conjunto predeterminado de parámetros. La carga estática del penetrador se mantiene constante durante todo el tiempo de prueba y el punto de contacto entre el penetrador y la muestra se lava constantemente con agua.
| RPM | 80 |
| Tiempo de prueba | 2 horas |
| Prueba de temperatura | 72 ° F (22 ° C) |
| Diámetro medio de la ranura de desgaste | 0,625 pulg. (15,875 mm) |
| Longitud de deslizamiento por RPM | 49,848 mm (1,963 pulg.) |
| Longitud total de deslizamiento | 478,54 m (1,570 pies) |
| Carga estática | 10,425 N (1,063 g) |
| Rugosidad de la muestra | 0,10-0,12 μm |
Prueba de parámetros
Cuando comenzó la prueba, la circunferencia de la bola de alúmina era tangencial a la superficie de la muestra (fig. 1). A medida que avanzaba la prueba, el penetrador pudo penetrar fácilmente en la muestra blanda de 904L y se generó una ranura de desgaste a través de la formación de plástico (fig. 2). El material 904L excesivamente deformado fue empujado hacia adelante por el penetrador o apilado junto a los bordes de la ranura. Parte del material 904L excesivo también se fracturó, lo que provocó que las virutas quedaran atrapadas entre el penetrador y la ranura de desgaste inferior, lo que aumentó significativamente la tasa de desgaste.
Figura 1
Figura 2
Aparato de prueba
Resultados de la prueba y conclusiones
Como puede ver a continuación, la ranura de desgaste en la muestra del 904L es sustancialmente más ancha que en la WCD4 ™ muestra. También hay varios rasguños concéntricos circulares en la muestra de 904L que fueron generados por múltiples astillas fracturadas que quedaron atrapadas entre el penetrador y la muestra. La ranura de desgaste en el WCD4 ™ La muestra, por otro lado, es notablemente más suave porque se produjo solo mediante deformación plástica.
Muestra de WCD4 ™
Dureza = 341 HBN
Ancho de la ranura de desgaste = 0,02 pulg. (0,5 mm)
Muestra 904L
Dureza = 120 HBN
Ancho de la ranura de desgaste = 0,12 pulg. (3 mm)
| Material | Misa inicial (gramo) | Misa final (gramo) | Pérdida masiva (gramo) | Pérdida de volumen (mm 3 ) | Tasa de desgaste (mm 3 /Nuevo Méjico) |
| WCD4 ™ | 30.8432 | 30.8395 | 0.0037 | 0.462×10 -3 | 21.23×10 -3 |
| 904L | 32.5327 | 32.4705 | 0.0622 | 7.775×10 -3 | 356,9×10 -3 |
Resultados de la prueba
Según los datos recopilados, WCD4 ™ El acero inoxidable dúplex tiene un aumento del 1,680% en la resistencia al desgaste sobre el acero inoxidable austenítico 904L. Este enorme aumento demuestra claramente que WCD4 ™ es un material muy superior para aplicaciones de bombeo que contienen desgaste tanto corrosivo como erosivo.
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