Korea Ever-Power · คู่มือวิศวกรรมการใช้งาน
เฟืองตัวหนอนและเฟืองล้อตัวหนอนสำหรับเครื่องผสมและเครื่องขูดในระบบบำบัดน้ำเสีย
โรงงานบำบัดน้ำเสียของเทศบาลดำเนินการบำบัดน้ำเสียตลอด 24 ชั่วโมงในบรรยากาศที่อิ่มตัวด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ความเข้มข้น 20 ถึง 80 ppm ชุดขับเคลื่อนใบมีดกวาดตะกอน (เฟืองตัวหนอนคู่หนึ่งหมุนด้วยความเร็ว 0.05 รอบต่อนาทีบนพื้นคอนกรีตกลางแจ้ง) อยู่ในบรรยากาศกัดกร่อนนี้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 15 ถึง 25 ปี เหล็กและทองสัมฤทธิ์อุตสาหกรรมทั่วไปจะเกิดการกัดกร่อนให้เห็นได้ภายใน 12 เดือน ความเข้มข้นของ H₂S จะเป็นตัวกำหนดว่าวัสดุใดจะทนทานได้
โรงงานบำบัดน้ำเสียใช้ชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องขูดตะกอน เครื่องทำให้ตะกอนข้น เครื่องผสมอากาศ และเครื่องขับใบพัดตกตะกอน ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องการความเร็วรอบต่ำมาก (0.02 ถึง 2 รอบต่อนาที) แรงบิดสูง (500 ถึง 10,000+ นิวตันเมตร) และการทำงานกลางแจ้งอย่างต่อเนื่องในบรรยากาศที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) แผนผังการเลือกวัสดุสำหรับ H₂S จำแนกระดับความเข้มข้นของ H₂S ออกเป็นสี่ระดับ และกำหนดวัสดุเฟืองตัวหนอน โลหะผสมของล้อ การเคลือบตัวเรือน และข้อกำหนดของซีลให้เหมาะสมกับแต่ละระดับ ที่ระดับ H₂S ต่ำกว่า 5 ppm เหล็กชุบสังกะสีและทองแดงฟอสฟอรัสมาตรฐานสามารถใช้งานได้นานกว่า 10 ปี แต่ที่ระดับ 50 ถึง 200 ppm เฉพาะสแตนเลส 316L ที่มีทองแดงอะลูมิเนียมและหุ้มด้วยอีพ็อกซี่อย่างสมบูรณ์เท่านั้นที่ให้ประสิทธิภาพการใช้งานที่ยอมรับได้ การทำงานที่ความเร็วต่ำมากที่ 0.02 ถึง 0.1 รอบต่อนาที สำหรับเครื่องขูดตะกอนในถังตกตะกอน ต้องใช้อัตราทดเกียร์รวม 1,000:1 ถึง 5,000:1 ซึ่งทำได้โดยการรวมเฟืองตัวหนอนคู่ (40:1 ถึง 80:1) เข้ากับเฟืองเดือยหรือเฟืองดาวเคราะห์ขั้นที่สอง (25:1 ถึง 80:1) เนื่องจากอัตราทดเฟืองตัวหนอนขั้นเดียวที่สูงกว่า 100:1 นั้นไม่สามารถใช้งานได้จริง
เหตุใดอุปกรณ์บำบัดน้ำเสียจึงใช้ระบบขับเคลื่อนแบบเฟืองตัวหนอน
กระบวนการบำบัดน้ำเสียต้องการการหมุนที่ช้ามากแต่มีแรงบิดสูง เครื่องขูดตะกอนในถังตกตะกอนขั้นต้นจะหมุนสะพานขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 เมตรด้วยความเร็ว 0.03 ถึง 0.05 รอบต่อนาที หรือหมุนครบหนึ่งรอบทุกๆ 20 ถึง 33 นาที ส่วนเครื่องทำให้ตะกอนข้นจะหมุนคราดด้วยความเร็ว 0.1 ถึง 0.5 รอบต่อนาที และเครื่องผสมในถังเติมอากาศจะหมุนใบพัดด้วยความเร็ว 20 ถึง 60 รอบต่อนาที ซึ่งเร็วกว่า แต่ก็ยังต่ำกว่าความเร็วรอบของมอเตอร์ทั่วไปมาก
ชุดเฟืองตัวหนอนให้อัตราส่วนขั้นเดียวที่สูง ซึ่งจำเป็นต่อการเชื่อมช่องว่างความเร็วระหว่างมอเตอร์ (1,450 รอบต่อนาที) และกระบวนการ (0.03 ถึง 60 รอบต่อนาที) ในขณะที่คุณสมบัติการล็อกตัวเองช่วยป้องกันไม่ให้แขนขูดเลื่อนไปมาภายใต้แรงดึงของตะกอนเมื่อมอเตอร์หยุดทำงานเพื่อการบำรุงรักษาหรือไฟฟ้าดับ
ชุดเฟืองตัวหนอนอัตราส่วน 60:1 เมื่อรวมกับเฟืองเดือยลดอัตราส่วน 50:1 จะสร้างอัตราส่วนรวม 3,000:1 ในชุดขับเคลื่อนที่ติดตั้งบนสะพานเครื่องกรอง ซึ่งแปลงความเร็วรอบมอเตอร์ 1,450 รอบต่อนาที เป็นการหมุนของใบมีดกวาด 0.48 รอบต่อนาที โดยไม่ต้องใช้หอเกียร์แยกต่างหาก
ใบมีดกวาดตะกอนในถังตกตะกอนและคราดตะกอนในถังทำให้เข้มข้นจะได้รับแรงบิดจากตะกอนที่ตกตะกอนอย่างต่อเนื่อง เมื่อมอเตอร์หยุดทำงาน แรงดึงจากตะกอนจะทำให้ใบมีดกวาดหมุนย้อนกลับ หากระบบขับเคลื่อนไม่ล็อกตัวเอง ซึ่งอาจทำให้โซ่ของใบมีดกวาดพันกันในถังตกตะกอนแบบหลายแขน
กระบวนการบำบัดทำงานอย่างต่อเนื่อง ชุดเฟืองตัวหนอนทำงาน 8,760 ชั่วโมงต่อปี ซึ่งถือเป็นชั่วโมงการทำงานต่อปีที่ยาวนานที่สุดในบรรดาผลิตภัณฑ์ทั้ง 30 ชิ้นในชุดนี้ การหล่อลื่นด้วยน้ำมันแบบแช่พร้อมการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันโดยปรับอุณหภูมิเป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานนี้
แผนผังการตัดสินใจเกี่ยวกับบรรยากาศกัดกร่อนของ H₂S — จากความเข้มข้นไปจนถึงข้อกำหนดของวัสดุ
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) เป็นก๊าซกัดกร่อนที่พบได้ทั่วไปในระบบบำบัดน้ำเสีย เกิดจากการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสารอินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนต้นน้ำ ระบบตกตะกอนขั้นต้น ถังพักตะกอน และถังย่อยสลายแบบปิด ความเข้มข้นของ H₂S มีความแตกต่างกันอย่างมากภายในโรงบำบัดน้ำเสียแห่งเดียว เช่น บริเวณกรองในส่วนต้นน้ำอาจมี H₂S สูงถึง 50-200 ppm ในขณะที่บริเวณพื้นถังตกตะกอนขั้นที่สองอาจมีเพียง 5-15 ppm ดังนั้น วัสดุที่ใช้ทำชุดเฟืองตัวหนอนต้องเหมาะสมกับความเข้มข้นของ H₂S ณ จุดติดตั้ง ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยของทั้งโรงบำบัด
ก๊าซ H₂S ก่อให้เกิดความเสียหายต่อชุดเฟืองได้อย่างไร ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ละลายในฟิล์มความชื้นบนพื้นผิวโลหะและก่อตัวเป็นกรดซัลฟิวริก (เมื่อมีออกซิเจนและน้ำ) กรดนี้จะกัดกร่อนทั้งตัวหนอนเหล็กและล้อทองแดง แต่ด้วยกลไกที่แตกต่างกัน บนเหล็ก กรดจะทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม ซึ่งทำให้พื้นผิวเกลียวหยาบขึ้นและเพิ่มแรงเสียดทาน บนทองแดงฟอสฟอรัสมาตรฐาน (CuSn12Ni) H₂S จะทำปฏิกิริยากับทองแดงเพื่อสร้างทองแดงซัลไฟด์ (Cu₂S) ซึ่งเป็นชั้นคราบดำที่เติบโตอย่างต่อเนื่องและกัดกร่อนพื้นผิวทองแดงในอัตรา 0.05 ถึง 0.3 มม. ต่อปี ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ H₂S ทองแดงอะลูมิเนียม (CuAl10Fe5Ni5) ทนต่อการกัดกร่อนของซัลไฟด์ได้ดีกว่าเนื่องจากชั้นผิวอะลูมิเนียมออกไซด์มีความเสถียรในบรรยากาศ H₂S ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมทองแดงอะลูมิเนียมจึงถูกนำมาใช้แทนทองแดงฟอสฟอรัสเมื่อความเข้มข้นของ H₂S สูงกว่า 5 ppm
การทำงานที่ความเร็วต่ำมาก — 0.02 ถึง 2 รอบต่อนาที สำหรับใบมีดขูดในเครื่องแยกตะกอน
เครื่องขูดตะกอนในถังตกตะกอนทำงานด้วยความเร็วรอบต่ำมากจนแทบมองไม่เห็นการหมุนด้วยตาเปล่า — 0.03 ถึง 0.05 รอบต่อนาที สำหรับสะพานถังตกตะกอนขั้นต้น หมายความว่าปลายแขนของเครื่องขูดจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 5 ถึง 8 เมตรต่อนาทีบนพื้นผิวของถัง ความเร็วต่ำมากนี้ต้องการอัตราทดเกียร์รวม 1,000:1 ถึง 5,000:1 ระหว่างมอเตอร์และเพลาขับของเครื่องขูด
เหตุใดชุดเฟืองตัวหนอนแบบขั้นเดียวจึงไม่สามารถทำอัตราส่วนเหล่านี้ได้ เฟืองตัวหนอนแบบเริ่มต้นเดียวที่โมดูล 3 และ q = 10 มีอัตราส่วนประมาณ 40:1 การเพิ่มอัตราส่วนเป็น 100:1 ภายในขั้นตอนเดียวต้องใช้ล้อที่มีขนาดใหญ่เกินไปจนใช้งานไม่ได้ (เส้นผ่านศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน) หรือเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวตัวหนอนที่เล็กเกินไปจนใช้งานไม่ได้ (ลดความแข็งแรง) อัตราส่วนที่สูงกว่า 100:1 ในขั้นตอนเฟืองตัวหนอนเดียวเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่จะทำให้ได้คู่เฟืองที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ใช้งานไม่ได้ — เส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวตัวหนอนจะบางเกินไปสำหรับแรงบิด และล้อจะมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับตัวเรือน วิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงคือระบบขับเคลื่อนแบบผสม: เฟืองตัวหนอนขั้นตอนแรก (40:1 ถึง 80:1) บวกกับเฟืองเดือย เฟืองเกลียว หรือเฟืองดาวเคราะห์ขั้นตอนที่สอง (25:1 ถึง 80:1) ส่วนประกอบทั่วไปสำหรับระบบขับเคลื่อนเครื่องกรองน้ำ: เฟืองตัวหนอน 60:1 + เฟืองเดือย 50:1 = อัตราส่วนรวม 3,000:1 หรือ เฟืองตัวหนอน 50:1 + เฟืองดาวเคราะห์ 40:1 = อัตราส่วนรวม 2,000:1
การหล่อลื่นที่ความเร็วต่ำมาก ที่ความเร็วรอบเอาต์พุต 0.03 ถึง 0.05 รอบต่อนาที เพลาอินพุตของเฟืองตัวหนอนจะหมุนด้วยความเร็ว 50 ถึง 250 รอบต่อนาที (ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนขั้นเฟืองตัวหนอนในระบบขับเคลื่อนแบบผสม) ความเร็วรอบอินพุตนี้เพียงพอที่จะรักษาฟิล์มน้ำมันแบบไฮโดรไดนามิกบนเกลียวเฟืองตัวหนอนได้ ซึ่งแตกต่างจากงานที่ใช้ความเร็วต่ำมากบางประเภทที่การหล่อลื่นแบบขอบเขตมีบทบาทสำคัญ การหล่อลื่นด้วยน้ำมันเป็นมาตรฐานสำหรับระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนในโรงบำบัดน้ำเสีย เนื่องจาก1การทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ ทำให้เกิดความร้อนสูงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจาระบีแบบปิดผนึกไม่สามารถระบายออกได้ตลอดระยะเวลาการใช้งานหลายปีซึ่งเป็นเรื่องปกติของอุปกรณ์บำบัดน้ำ
โรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลแห่งหนึ่งในเกาหลีใต้ ซึ่งให้บริการประชากร 200,000 คน ได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับขับเคลื่อนใบพัดกวาดตะกอนในถังตกตะกอนขั้นต้น 4 ถัง ถังตกตะกอนเป็นแบบเปิดโล่งทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 30 เมตร มีการออกแบบแบบป้อนน้ำจากตรงกลางและล้นออกรอบนอก ความเข้มข้นของ H₂S วัดได้ 15 ถึง 25 ppm ที่ระดับพื้นถังตกตะกอน ซึ่งถือว่าเป็นการสัมผัสในระดับปานกลาง ข้อกำหนดเริ่มต้นใช้เฟืองตัวหนอนเหล็กชุบสังกะสีมาตรฐานพร้อมล้อบรอนซ์ฟอสฟอรัส ซึ่งเหมาะสมสำหรับการสัมผัสที่ต่ำกว่า 5 ppm แต่ไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมจริงที่มีความเข้มข้น 15 ถึง 25 ppm หลังจาก 4 ปี ชุดเฟืองตัวหนอน 2 ใน 4 ชุด เกิดคราบซัลไฟด์อย่างรุนแรงบนพื้นผิวล้อบรอนซ์ ความหนาของฟันลดลง 0.18 มม. (ประมาณ 12 เปอร์เซ็นต์ของเดิม) และระยะห่างของฟันเพิ่มขึ้น 2.5 เท่า ส่วนอีก 2 ชุดที่เหลือ (อยู่ด้านทิศเหนือลมของโรงบำบัด ซึ่งได้รับความเข้มข้นของ H₂S ต่ำกว่าจากลมประจำ) แสดงอาการคราบเพียงเล็กน้อย ข้อกำหนดการเปลี่ยนสำหรับทั้งสี่ตัว: หนอนสแตนเลส 304, ล้ออลูมิเนียมบรอนซ์ CuAl10Fe5Ni5, เคลือบตัวเรือนอีพ็อกซี่หนา ต้นทุนเพิ่มขึ้นต่อคู่: 420 ดอลลาร์สหรัฐ (จาก 680 ดอลลาร์สหรัฐ เป็น 1,100 ดอลลาร์สหรัฐ) การตรวจสอบหลังการเปลี่ยนในปีที่ 3: ทั้งสี่คู่แสดงให้เห็นว่ามีการกัดกร่อนของซัลไฟด์น้อยมาก — พื้นผิวอลูมิเนียมบรอนซ์สะอาดและคงที่ บทเรียน: ความเข้มข้นของ H₂S ต้องวัด ณ จุดติดตั้งจริง ไม่ใช่การประมาณจากประเภทของโรงงาน ถังตกตะกอนสองถังในโรงงานเดียวกันอาจมีระดับ H₂S ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับทิศทางลม สภาพของฝาครอบ และความใกล้เคียงกับระบบบำบัดน้ำเสียหลัก
การใช้งานต่อเนื่องกลางแจ้ง — การควบแน่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และไบโอฟิล์ม
ระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนของโรงบำบัดน้ำเสียทำงานกลางแจ้งบนสะพานถังตกตะกอน พื้นดาดฟ้าถัง และแท่นถังทำให้เข้มข้น ซึ่งต้องเผชิญกับฝน แสงแดด ลม และก๊าซ H₂S ในบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสามประการนอกเหนือจาก H₂S ส่งผลกระทบต่อตัวเรือนและซีลของชุดเฟือง
การจัดการปัจจัยเหล่านี้ผ่านการออกแบบตัวเรือน การกำหนดคุณสมบัติของซีล และการกำหนดตารางการบำรุงรักษา จะช่วยยืดอายุการใช้งานของชุดเฟืองตัวหนอนจากที่คาดการณ์ไว้ภายใต้สภาวะ H₂S (5 ถึง 15 ปี) ไปจนถึงอายุการใช้งานตามการสึกหรอเชิงกลอย่างเต็มที่ (15 ถึง 25 ปี)
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในแต่ละวัน (กลางวัน-กลางคืน, ตามฤดูกาล) ทำให้เกิดการควบแน่นภายในเรือนเกียร์ ซึ่งน้ำนี้จะไปผสมกับน้ำมันและเร่งการกัดกร่อนภายใน วาล์วระบายอากาศพร้อมตลับสารดูดความชื้นจะช่วยปรับสมดุลความดันพร้อมทั้งป้องกันความชื้น เปลี่ยนสารดูดความชื้นทุก 6 เดือน สำหรับไดรฟ์ที่สำคัญ ควรติดตั้งตลับทำความร้อนกำลังวัตต์ต่ำ (5-10 วัตต์) เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของเรือนเกียร์ให้สูงกว่าจุดน้ำค้างของสภาพแวดล้อม 5°C
รังสี UV ทำให้ซีลไนไตรล์และ NBR มาตรฐานเสื่อมสภาพภายใน 2 ถึง 3 ปี (เกิดรอยแตก เปราะ) ซีล EPDM ทนต่อรังสี UV ได้นาน 5 ถึง 8 ปี ส่วน FKM (Viton) ทนได้นานกว่า 10 ปี น้ำที่ซึมเข้ามาจากฝนผ่านซีลที่เสื่อมสภาพจะนำความชื้นและ H₂S ที่ละลายอยู่ในน้ำมันเข้าไป ทำให้เกิดการกัดกร่อนภายในอย่างรวดเร็ว แม้ว่าสารเคลือบภายนอกจะยังคงสภาพสมบูรณ์อยู่ก็ตาม
บรรยากาศที่อบอุ่น ชื้น และอุดมไปด้วยสารอาหารในโรงบำบัดน้ำเสียส่งเสริมการเจริญเติบโตของไบโอฟิล์มและสาหร่ายบนพื้นผิวของตัวเรือนอุปกรณ์ ไบโอฟิล์มจะกักเก็บความชื้นไว้กับตัวเรือน ทำให้สีที่อยู่ด้านล่างเสื่อมสภาพเร็วขึ้น การล้างทำความสะอาดภายนอกตัวเรือนด้วยเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูงเป็นประจำทุกปีจะช่วยขจัดไบโอฟิล์มและช่วยให้สามารถตรวจสอบสภาพของสีเคลือบได้ด้วยสายตา ควรระบุให้ใช้สารเติมแต่งสีต้านจุลชีพสำหรับตัวเรือนในโรงบำบัดน้ำเสียในเขตร้อน
กรณีศึกษาข้อกำหนดของชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับการบำบัดน้ำเสีย 3 กรณี
กรณีที่ 1 — โรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลของเกาหลี: เครื่องกวาดตะกอนแบบใสขนาด 30 เมตร ความเร็วรอบ 0.04 รอบต่อนาที ระดับ H₂S ปานกลาง
โรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลแห่งหนึ่งในเกาหลีใต้ ซึ่งให้บริการประชากร 200,000 คน ได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับขับเคลื่อนใบมีดกวาดตะกอนในถังตกตะกอนขั้นต้น 4 ชุด เส้นผ่านศูนย์กลางถังตกตะกอน: 30 เมตร ประเภทใบมีดกวาดตะกอน: สะพานหมุนแบบจุดศูนย์กลางพร้อมแขนใบมีดกวาดตะกอน 4 แขน ความเร็วรอบเอาต์พุต: 0.04 รอบต่อนาที (หนึ่งรอบต่อ 25 นาที) แรงบิดเอาต์พุตที่เพลาจุดศูนย์กลาง: 6,500 นิวตันเมตร (แรงดึงตะกอนที่ความลึกสูงสุดของชั้นตะกอน) H₂S ที่พื้นถังตกตะกอน: 15 ถึง 25 ppm (ระดับปานกลาง) ระบบขับเคลื่อนแบบผสม: ชุดเฟืองตัวหนอน 60:1 + เฟืองเดือยลด 60:1 = 3,600:1 รวม มอเตอร์: 3 กิโลวัตต์, 1,450 รอบต่อนาที ชุดเฟืองตัวหนอน (ข้อกำหนดที่แก้ไขแล้ว): เริ่มต้นครั้งเดียว, โมดูล 5, ระยะห่างศูนย์กลาง 125 มม., พิกัด 2,200 นิวตันเมตร (เฟืองเดือยรับอัตราส่วนที่เหลือ) วัสดุ: เฟืองตัวหนอนสแตนเลส 304, ล้อเฟืองอลูมิเนียมบรอนซ์ CuAl10Fe5Ni5 หล่อลื่นด้วยน้ำมันสังเคราะห์ ISO VG 460 PAG (สารเติมแต่งต้านทาน H₂S) ตัวเรือน: เคลือบอีพ็อกซี่หนา (ฟิล์มแห้งอย่างน้อย 250 µm) ซีล: FKM (Viton) IP66 พร้อมช่องระบายอากาศแบบดูดความชื้น เปลี่ยนถ่ายน้ำมัน: ทุก 2 ปี โดยพิจารณาจากค่าความเป็นกรด ราคาต่อคู่เฟืองตัวหนอน: 1,100 USD อายุการใช้งานเป้าหมาย: 12 ปี
กรณีที่ 2 — โรงบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น: เครื่องทำให้ตะกอนข้นขึ้น ความเร็วรอบ 0.3 รอบต่อนาที มีปริมาณ H₂S สูงใกล้กับถังย่อยสลาย
บริษัทเคมีภัณฑ์ของญี่ปุ่นแห่งหนึ่งได้ระบุสเปคชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องเพิ่มความหนืดแบบสายพานแรงโน้มถ่วง 2 เครื่อง ที่โรงงานบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมของตนเอง เครื่องเพิ่มความหนืดตั้งอยู่ติดกับถังย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งมีความเข้มข้นของ H₂S วัดได้ 60 ถึง 90 ppm (ช่วงสูง) ความเร็วรอบเอาต์พุต: 0.3 รอบต่อนาที แรงบิดเอาต์พุต: 1,800 นิวตันเมตร สภาพแวดล้อมที่มี H₂S สูงนั้นต้องการคุณสมบัติการป้องกันการกัดกร่อนอย่างเต็มที่: ชุดเฟืองตัวหนอนแบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 4 ระยะห่างศูนย์กลาง 100 มม. อัตราส่วน 40:1 วัสดุ: เฟืองตัวหนอนสแตนเลส 316L ล้ออลูมิเนียมบรอนซ์ ตัวเรือน: เคลือบอีพ็อกซี่ถ่านหิน (ทนต่อ H₂S ได้ดีกว่าอีพ็อกซี่มาตรฐาน) ซีล: FKM พร้อมเขาวงกตแรงดัน — แรงดันไนโตรเจนภายในที่เป็นบวก (0.3 บาร์) ป้องกันไม่ให้ H₂S เข้าไปในตัวเรือนได้ แม้ว่าความเข้มข้นของบรรยากาศจะสูงสุดถึง 90 ppm ในระหว่างการระบายอากาศของถังย่อยสลาย น้ำมัน: น้ำมันสังเคราะห์ ISO VG 680 PAG พร้อมสารเติมแต่งกำจัดกำมะถัน ราคาต่อคู่: 1,850 ดอลลาร์สหรัฐ (รวมระบบซีลแรงดัน) อายุการใช้งาน: 7 ปี ก่อนเปลี่ยนล้อครั้งแรก — สอดคล้องกับความคาดหวัง 6 ถึง 10 ปี สำหรับ H₂S 60 ถึง 90 ppm ดูรายละเอียดเพิ่มเติม เกียร์ทดรอบแบบหนอนทนการกัดกร่อน ตัวเลือกสำหรับการบำบัดน้ำเสียและการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีบรรยากาศ H₂S
กรณีที่ 3 — บ่อเลี้ยงสัตว์น้ำในเวียดนาม: เครื่องเติมอากาศแบบใบพัด 20 รอบต่อนาที บรรยากาศปานกลาง
ฟาร์มเลี้ยงกุ้งแห่งหนึ่งในเวียดนามระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องเติมอากาศแบบใบพัด 36 เครื่องที่กระจายอยู่ทั่วบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำ 12 บ่อ เครื่องเติมอากาศเหล่านี้ทำหน้าที่กวนน้ำในบ่อเพื่อรักษาระดับออกซิเจนละลายในน้ำ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการอยู่รอดของกุ้ง หากเครื่องเติมอากาศเสีย อาจทำให้กุ้งตายเป็นจำนวนมากภายในไม่กี่ชั่วโมง ความเร็วรอบ: 20 รอบต่อนาที (เร็วกว่าใบมีดขูดในเครื่องกรองน้ำมาก) แรงบิด: 120 นิวตันเมตรต่อเครื่องเติมอากาศ ระดับกำมะถัน (H₂S): ต่ำกว่า 3 ppm (ระดับปานกลาง – บ่อกลางแจ้งที่มีการเติมอากาศที่ดี) ข้อกำหนดนี้เน้นเรื่องต้นทุนเป็นหลัก: 36 เครื่องในราคาวัสดุที่ต่ำที่สุดที่ตรงตามเป้าหมายอายุการใช้งาน 5 ปีในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรง ชุดเฟืองตัวหนอน: แบบสตาร์ทเดี่ยว โมดูล 3 ระยะห่างศูนย์กลาง 63 มม. อัตราส่วน 30:1 วัสดุ: เฟืองตัวหนอนชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (เพียงพอที่ระดับ H₂S ต่ำกว่า 3 ppm) ใบพัดทำจากทองสัมฤทธิ์ฟอสฟอรัส ซีล: EPDM IP55 (บริเวณที่น้ำกระเด็น – เครื่องเติมอากาศพ่นน้ำแต่ไม่จมอยู่ใต้น้ำ) จาระบี: จาระบีลิเธียมคอมเพล็กซ์ EP มาตรฐาน เติมจาระบีทุก 6 เดือนผ่านจุดเติมจาระบี ราคาต่อคู่: 48 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาสำหรับ 36 ชุด: 1,728 ดอลลาร์สหรัฐ ราคา 48 ดอลลาร์สหรัฐต่อคู่ช่วยปกป้องกุ้งมูลค่าประมาณ 5,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อบ่อต่อรอบการเพาะปลูก การบำรุงรักษาประจำปี: เติมจาระบีทุก 6 เดือน ตรวจสอบซีลทุกปี ตรวจสอบการเคลือบสังกะสีทุก 3 ปี (ชุบสังกะสีใหม่หรือเปลี่ยนใหม่หากการสูญเสียสังกะสีเกิน 50 เปอร์เซ็นต์ของความหนาเดิม)
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: ฉันจะวัดความเข้มข้นของ H₂S ณ จุดติดตั้งชุดเฟืองตัวหนอนได้อย่างไร?
ใช้เครื่องตรวจวัด H₂S แบบพกพาชนิดอิเล็กโทรเคมี (ราคา: 200 ถึง 500 ดอลลาร์สหรัฐ) วางไว้ที่ระดับความสูงของตัวเรือนเฟืองตัวหนอนบนพื้นหรือแท่นของถังตกตะกอน วัดในสภาวะที่เลวร้ายที่สุด: สภาพอากาศอบอุ่น (การปล่อย H₂S เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ), ลมเบา (ความเข้มข้นสะสม) และปริมาณสารอินทรีย์สูงสุด (โดยทั่วไปคือช่วงบ่ายในโรงบำบัดน้ำเสียของเทศบาล) บันทึกความเข้มข้นเฉลี่ยใน 1 ชั่วโมง ทำการวัดซ้ำตามฤดูกาล — ระดับ H₂S อาจแตกต่างกัน 3 ถึง 5 เท่าระหว่างฤดูหนาวและฤดูร้อนในสถานที่เดียวกัน ใช้ค่าที่วัดได้สูงสุดตามฤดูกาลสำหรับการกำหนดคุณสมบัติของวัสดุ
ถาม: สามารถใช้ทองแดงฟอสฟอรัสมาตรฐานในงานบำบัดน้ำเสียทุกประเภทได้หรือไม่?
เฉพาะในบริเวณที่มีความเข้มข้นของ H₂S ต่ำกว่า 5 ppm อย่างสม่ำเสมอเท่านั้น ซึ่งโดยทั่วไปจะพบในบริเวณพื้นของถังตกตะกอนขั้นที่สอง ช่องระบายน้ำเสีย และอาคารกรองในโรงงานที่มีการระบายอากาศที่ดี หากความเข้มข้นสูงกว่า 5 ppm การกัดกร่อนจากซัลไฟด์ของฟอสฟอร์บรอนซ์จะเร่งตัวขึ้นจนทำให้ความหนาของฟันเฟืองลดลงอย่างเห็นได้ชัดภายใน 3 ถึง 5 ปี อะลูมิเนียมบรอนซ์ (CuAl10Fe5Ni5) เป็นวัสดุทางเลือกมาตรฐานสำหรับโรงงานบำบัดน้ำเสียทุกแห่งที่มี H₂S สูงกว่า 5 ppm เนื่องจากชั้นออกไซด์ของอะลูมิเนียมสามารถต้านทานการกัดกร่อนจากซัลไฟด์ได้ดีกว่าฟอสฟอร์บรอนซ์ ต้นทุนของอะลูมิเนียมบรอนซ์จะสูงกว่าฟอสฟอร์บรอนซ์ประมาณ 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ต่อล้อ ซึ่งถือว่าคุ้มค่าสำหรับชิ้นส่วนที่คาดว่าจะใช้งานได้นาน 10 ถึง 15 ปีในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน
ถาม: ควรเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเกียร์หนอนคู่ในระบบบำบัดน้ำเสียเป็นระยะเวลานานเท่าใด?
สำหรับสภาพแวดล้อมที่มี H₂S ระดับอ่อน (ต่ำกว่า 5 ppm): เปลี่ยนถ่ายน้ำมันทุก 3 ถึง 4 ปี โดยพิจารณาจากการวิเคราะห์น้ำมัน (ค่าความเป็นกรดต่ำกว่า 2.0 mgKOH/g ปริมาณน้ำต่ำกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์) สำหรับสภาพแวดล้อมระดับปานกลาง (5 ถึง 25 ppm): เปลี่ยนถ่ายน้ำมันทุก 2 ปี — ร่องรอยของ H₂S ที่แทรกซึมเข้าไปในตัวเรือนจะก่อให้เกิดกรดซัลฟิวริกในน้ำมัน ทำให้ค่าความเป็นกรดสูงขึ้นเร็วกว่าในสภาพแวดล้อมที่สะอาด สำหรับสภาพแวดล้อมระดับสูง (สูงกว่า 25 ppm): เปลี่ยนถ่ายน้ำมันทุกปีโดยไม่คำนึงถึงผลการวิเคราะห์ — ปริมาณการปนเปื้อนของกำมะถันสูงเกินไปที่จะยืดระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายได้ ควรติดตั้งอุปกรณ์ดูดความชื้นในตัวเรือนเฟืองตัวหนอนของโรงบำบัดน้ำเสียทุกแห่งโดยไม่คำนึงถึงระดับ H₂S — การควบคุมความชื้นเพียงอย่างเดียวจะช่วยยืดอายุการใช้งานของน้ำมันได้ 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์
ถาม: แรงบิดที่ต้องการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อความลึกของชั้นตะกอนเปลี่ยนแปลงไป?
แรงบิดลากของใบมีดกวาดตะกอนจะเพิ่มขึ้นโดยประมาณเป็นเส้นตรงตามความลึกของชั้นตะกอน ถังตกตะกอนที่มีชั้นตะกอนบาง (100 ถึง 200 มม.) จะสร้างแรงบิดลากต่ำ ในขณะที่ถังตกตะกอนเดียวกันแต่มีชั้นตะกอนหนา (500 ถึง 800 มม. ในช่วงที่มีภาระสูงสุด) จะสร้างแรงบิดลากมากกว่า 2 ถึง 4 เท่า ชุดเฟืองตัวหนอนต้องได้รับการออกแบบให้เหมาะสมกับสภาวะชั้นตะกอนหนาที่สุด ซึ่งอาจเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงที่มีฝนตกชุกและภาระทางไฮดรอลิกสูงสุด การระบุค่าจากความลึกของชั้นตะกอนเฉลี่ยจะทำให้กำลังของชุดเฟืองต่ำกว่าความเป็นจริงประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ ควรเพิ่มเซ็นเซอร์ตรวจจับแรงบิดเกิน (การตรวจสอบกระแสไฟที่มอเตอร์) ที่จะแจ้งเตือนผู้ใช้งานเมื่อแรงบิดลากเข้าใกล้ 80 เปอร์เซ็นต์ของกำลังที่กำหนด ซึ่งบ่งชี้ว่าความลึกของชั้นตะกอนจำเป็นต้องเพิ่มการสูบน้ำออกก่อนที่ใบมีดกวาดตะกอนจะหยุดทำงาน
ถาม: อายุการใช้งานโดยทั่วไปของชุดเฟืองตัวหนอนในโรงบำบัดน้ำเสียคือเท่าไร?
อายุการใช้งานจะถูกกำหนดโดยขีดจำกัดใดขีดจำกัดหนึ่งที่ถึงก่อน: การกัดกร่อน (ที่เกิดจาก H₂S) หรือการสึกหรอทางกล ที่ระดับ H₂S ต่ำกว่า 5 ppm ด้วยวัสดุมาตรฐาน: 10 ถึง 15 ปี ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนเนื่องจากการกัดกร่อน ที่ระดับ 25 ถึง 100 ppm ด้วยวัสดุที่ทนต่อ H₂S ที่เหมาะสม: 6 ถึง 10 ปี การสึกหรอทางกลเพียงอย่างเดียว (ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากการกัดกร่อน) จะทำให้ใช้งานได้ 15 ถึง 25 ปี ในการใช้งานต่อเนื่อง 24/7 ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของโรงบำบัดน้ำเสีย ขีดจำกัดการกัดกร่อนมักจะถึงก่อนขีดจำกัดทางกลเสมอ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความเข้มข้นของ H₂S จึงเป็นข้อมูลสำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวสำหรับการจัดซื้อชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับโรงบำบัดน้ำเสีย การเลือกวัสดุที่ถูกต้องสำหรับระดับ H₂S จริงจะช่วยลดช่องว่างระหว่างอายุการใช้งานจากการกัดกร่อนและอายุการใช้งานทางกล ทำให้ได้ผลตอบแทนสูงสุดจากการเลือกวัสดุที่ทนต่อ H₂S ซึ่งมีราคาสูงกว่า
ชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับบำบัดน้ำเสียทำงานภายใต้เงื่อนไขที่ท้าทายสามประการ ได้แก่ การกัดกร่อนจากไฮโดรเจนซัลไฟด์ (5 ถึง 200+ ppm) ความเร็วรอบต่ำมาก (0.02 ถึง 2 รอบต่อนาที ซึ่งต้องใช้ส่วนผสมที่มีอัตราส่วน 1,000:1 ถึง 5,000:1) และการใช้งานกลางแจ้งอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ (8,760 ชั่วโมงการทำงานต่อปี) แผนผังการตัดสินใจเลือกวัสดุ H₂S จะเชื่อมโยงความเข้มข้นของ H₂S ในบรรยากาศ ณ จุดติดตั้ง กับวัสดุเฟืองตัวหนอน โลหะผสมของล้อ การเคลือบตัวเรือน และข้อกำหนดของซีลที่ต้องการ เพื่อให้มั่นใจว่าต้นทุนวัสดุสอดคล้องกับความรุนแรงของการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นจริง แทนที่จะเลือกใช้วัสดุที่มีข้อกำหนดสูงเกินไป (สิ้นเปลืองงบประมาณ) หรือต่ำเกินไป (ลดอายุการใช้งานลงครึ่งหนึ่ง) การหล่อลื่นด้วยน้ำมันที่มีสารเติมแต่งต้านทาน H₂S และตัวระบายอากาศแบบดูดความชื้น ช่วยให้สามารถเปลี่ยนถ่ายน้ำมันได้หลายปีตามที่อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียที่ใช้งานอย่างต่อเนื่องต้องการ
สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์บำบัดน้ำและผู้ปฏิบัติงานโรงบำบัดน้ำเสีย ฝ่ายวิศวกรรมของเราจะจับคู่ความเข้มข้นของ H₂S กับข้อกำหนดของวัสดุที่ถูกต้อง แคตตาล็อกมาตรฐาน ชุดเฟืองตัวหนอนทนการกัดกร่อน ครอบคลุมขนาด WWTP ตั้งแต่ 80 ถึง 200 มม. พร้อมตัวเลือกเหล็กชุบสังกะสี สแตนเลส 304 และสแตนเลส 316L จับคู่กับล้อบรอนซ์ฟอสฟอรัสและบรอนซ์อลูมิเนียม ส่งข้อมูลจำเพาะของระบบขับเคลื่อนน้ำเสียพร้อมการวัด H₂S ความเร็วรอบเอาต์พุต แรงบิด และตำแหน่งการติดตั้งภายในโรงงาน
การระบุคู่เฟืองตัวหนอนสำหรับอุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย?
โปรดส่งข้อมูลความเข้มข้นของ H₂S ณ จุดติดตั้ง ความเร็วรอบและแรงบิดของเอาต์พุต ประเภทของเครื่องกรองหรืออุปกรณ์ และระบุว่าไดรฟ์นั้นติดตั้งภายนอกอาคารหรือภายในอาคาร เราจะจำแนกระดับ H₂S และแนะนำวัสดุ สารเคลือบ และชุดซีลที่เหมาะสมให้คุณ
บรรณาธิการ: Cxm
