Apă abrazivă: materiale și rotoare pentru uzură redusă

Apă cu particule abrazive — materiale și rotor potrivit

Apa care transportă nisip, nămol, zgură fină sau praf de ciment devine un mediu extrem de agresiv pentru pompe și conducte. Particulele lovesc, zgârie și „rabotează” suprafețele, reducând rapid eficiența hidraulică și crescând costurile de mentenanță. Un sistem durabil nu se obține doar cu un material „tare”, ci printr-o combinație coerentă: materialele umede corecte, geometrie de flux și rotor adecvat, plus montaj și întreținere disciplinate.

Ce înseamnă apă „abrazivă” și cum o recunoști

Apa abrazivă conține solide în suspensie cu duritate și colțurozitate variabile. Severitatea uzurii depinde de concentrație (g/l), granulometrie (µm–mm), viteză (m/s) și timp de expunere. Particulele colțuroase (nisip cuarțos) uzează mai repede decât cele rotunjite. La viteze mari cresc exponențial atacul local și riscul de cavitație în zonele cu presiune scăzută (intrare rotor, coturi strânse).

“Durabilitatea într-un mediu abraziv nu e întâmplare: se proiectează. Materialul, rotorul și traseul hidraulic trebuie să lucreze ca un sistem.”

Mecanismele de uzură și rolul vitezei

Trei mecanisme domină: abraziune (impact și alunecare), eroziune prin cavitație și coroziune-eroziune (în medii chimic active). Toate sunt amplificate de viteze excesive și de turbulențe.

Intervalul de viteză țintă

Menține viteze tipice de 0,6–2,0 m/s în conducte: prea jos → depuneri și colmatare; prea sus → jeturi abrazive și uzură rapidă. Evită „gâturile” de secțiune și schimbările bruște de direcție care concentrează jetul pe un punct al cămășii de uzură.

Materiale recomandate pentru „partea umedă”

Un singur material „miracol” nu există. Combină rezistența la abraziune cu compatibilitatea chimică și cu temperatura mediului. Alege strategic carcasa, rotorul, cămășile de uzură, difuzoarele și etanșările.

Opțiuni de material (pro & contra)

Fontă aliată cu crom / Ni-Hard: excelentă la abraziune, masivă și stabilă; mai grea și mai puțin tolerantă chimic fără protecții.

Inox 304/316: foarte bun la coroziune; la abraziune pură e mediu, dar poate fi combinat cu cămăși dure. 316 preferat la săruri.

Carburi și ceramică (SiC, TC): pentru fețele etanșărilor; duritate mare, fragilitate relativă la șoc.

Elastomeri (PU, NBR): căptușeli ce „dau voie” particulelor să ricoșeze cu uzură micșorată; atenție la compatibilitatea chimică.

Polimer-beton / compozite: rezistență bună la abraziune în carcase și rigole; limitați termic.

Etanșări și elastomeri

Pentru etanșări mecanice, alege perechi SiC/SiC sau TC/SiC; pentru garnituri/elastomeri, EPDM/FKM în funcție de pH și aditivi. Spălarea etanșării (seal flush) reduce încărcarea cu particule în zona de contact.

Rotoare și hidraulică: cum alegi „inima” corectă

Forma rotorului influențează direct cât de mult intră particulele în contact destructiv cu marginile tăietoare și cu pereții. Scopul: pasaje largi, turbulență redusă, timp scurt de rezidență în rotor.

Tipuri de rotoare și aplicații

Vortex: rotor retras; fluidul este pus în mișcare într-o cameră largă. Pasaj foarte generos, contact minim cu solidele → excelent pentru nisip/nămol. Eficiență ceva mai mică.

Semi-deschis (canal): 2–3 pale robuste, margini armate. Bun compromis între eficiență și toleranță la solide medii.

Canal închis: eficiență ridicată pe apă curată; nu e alegerea ideală la particule abrazive fără protecții.

Tocător (grinder): pentru solide fibroase; la nisip poate crește uzura ansamblului de tăiere — folosește doar dacă ai multe fibre.

Geometrii și protecții constructive

Alege carcase cu căi largi și colțuri rotunjite. Cămășile de uzură interschimbabile preiau „loviturile” și se înlocuiesc economic. Margini de atac armate (hardfacing) pe palete reduc ritmul de subțiere a materialului.

Curbele Q–H și punctul de operare

Selectează pompa astfel încât punctul de lucru să fie în zona de eficiență maximă a curbei (BEP), dar evită marginile unde apar vibrații și cavitație. Dacă H variază mult, preferă curbe „blânde” sau control de turație (VFD) pentru a limita vârfurile de viteză.

Montaj și exploatare: detalii care scad uzura

Chiar și pompa perfectă poate ceda repede pe un traseu prost. Montajul decide vitezele locale, turbulența și vibrațiile.

Reguli de montaj esențiale

• Admisie curată: ridică sorbul pe o platformă perforată; nu aspira direct din depuneri.
• Coturi cu rază mare: R ≥ 3×D; evită schimbările succesive de direcție.
• Tranziții graduale: utilizează conuri de reducere/extindere; fără „gâturi de sticlă”.
• Clapetă de sens + aerisire: reduci ciocanul hidraulic și returul cu particule.
• Furtun/conductă potrivite: pentru refulare folosește cauciuc armat/PEHD rezistent la abraziune, nu doar furtun plat.
• Protecții electrice: întreruptor diferențial, protecție termică și la lipsa apei; curentul anormal anunță colmatarea.

Întreținere preventivă

Curăță prefiltrele, golește coșurile de nămol, verifică jocurile rotorului și grosimea cămășilor de uzură. Monitorizează curentul motorului: creșterea graduală indică pasaj liber redus. Planifică rotația/înlocuirea pieselor consumabile.

Checklist rapid

• Rotor vortex/semi-deschis cu pasaj ≥ 35–50 mm
• Cămăși de uzură demontabile + margini armate
• Prefiltru/coș de nămol la admisie
• Coturi cu rază mare, tranziții line
• Conducte rezistente la abraziune
• Seal flush pentru etanșări SiC/SiC
• Monitorizare curent/vibrații

Cost total și contexte speciale (coroziune + abraziune)

În ape cu săruri sau aditivi alcalini, coroziunea accelerează uzura. Combinația inox 316 pentru carcasă + căptușeli dure și rotor armat echilibrează rezistența chimică și mecanică. În zone cu aerosoli sărați sau proximități de salină, evita elementele vopsite care pot exfolia și lăsa metalul expus.

“Alegerea corectă nu este cea mai ieftină piesă, ci acea configurație care minimizează pierderea de material pe litru pompat.”