انتخاب جنس مناسب قطعات اسکرو پرس نقش بسیار مهمی در بهبود عملکرد، افزایش طول عمر دستگاه و کاهش هزینههای نگهداری و تعمیرات ایفا میکند. جنس قطعات باید با توجه به نوع، کیفیت و ویژگیهای لجن ورودی انتخاب شود تا مقاومت لازم در برابر خوردگی، سایش و فشار فراهم گردد. در این راهنما، تلاش شده است که تمامی جنبههای انتخاب جنس قطعات اسکرو پرس بر اساس کیفیت لجن بررسی گردد.
شناخت انواع کیفیت لجن و ویژگیهای موثر بر انتخاب جنس
لجن تولید شده در فرآیندهای مختلف تصفیه فاضلاب و یا فرآیندهای دیگر، از نظر کیفیت و ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی متنوع است. شناخت دقیق انواع لجن و ویژگیهای تأثیرگذار بر انتخاب جنس و نوع تجهیزات مرتبط، از جمله اهمیت بالایی برخوردار است چرا که کیفیت لجن مستقیماً بر کارایی و دوام دستگاههایی مانند اسکرو پرس و سایر سیستمهای آبگیری تأثیر میگذارد. ویژگیهایی مانند میزان مواد جامد معلق، رطوبت، ترکیبات آلی و معدنی، میزان فسادپذیری و ساختار فیبری، پارامترهای کلیدی در تصمیمگیری برای انتخاب تجهیزات مناسب و بهینهسازی فرآیندهای آبگیری لجن محسوب میشوند. این شناخت به مهندسان و بهرهبرداران امکان میدهد با درک بهتر خصوصیات لجن، تصمیمات فنی دقیقتر و اقتصادیتری اتخاذ کنند و عملکرد سیستمهای مد نظر را بهبود بخشند. انواع لجنهای مورد نظر برای آبگیری شامل موارد زیر است.
- لجن شهری: معمولاً ترکیبی استاندارد از مواد آلی و معدنی با درصد سایش و خوردگی پایین تا متوسط.
- لجن صنعتی: شامل مواد شیمیایی متنوع، قابلیت خورندگی بالا و احتمالا ذرات ساینده.
- لجن معدنی: شامل ذرات سخت و ساینده که میتواند باعث فرسایش شدید قطعات شود.
پارامترهای کلیدی کیفیت لجن
برای ارزیابی کیفیت انواع لجن، شناخت پارامترهای کلیدی آنها حیاتی است. این پارامترها شامل ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی لجن هستند که مستقیماً بر کارایی فرآیندهای آبگیری لجن موثر میباشند. یکی از مهمترین پارامترها، TSS یا کل مواد جامد معلق است که شامل ذرات آلی و معدنی معلق در لجن میشود. این ذرات میتوانند از نوع الیافی، خاک، رس، جلبک، باکتری و مواد معدنی باشند که هرکدام ویژگیهای متفاوتی دارند و بر خصوصیات مانند قابلیت تجزیه، چسبندگی، سایش و جریانپذیری لجن تأثیر دارند. بر اساس این موارد، سه پارامتر کلیدی زیر باید قبل از ساخت دستگاه مد نظر قرار گیرد.
- غلظت مواد جامد (TSS): درصد جامدات موجود که بر سایش تأثیر میگذارد.
- نوع ترکیبات مواد جامد(TSS): درصد مواد معدنی و آلی موجود در لجن و نوع ترکیبات معدنی.
- ویسکوزیته: غلظت جریان لجن که مقاومت به حرکت و فشار را تعیین میکند. هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، احتمال سایش بیشتر خواهد بود. برای لجنهای چرب، سایش کاهش می یابد.
تاثیر ویژگیهای لجن بر سایش و خوردگی قطعات
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی لجن تصفیه شده نقش مهمی در میزان سایش و خوردگی قطعات دستگاههای تصفیه، به ویژه بخشهای مکانیکی و فلزی، ایفا میکنند. وجود ذرات جامد معلق به ویژه ترکیبات معدنی سخت، مواد ساینده و ذرات الیافی در لجن، میتواند باعث سایش بیشتر قطعات متحرک شود. همچنین ترکیبات شیمیایی خورنده مانند مواد اسیدی، قلیایی یا ترکیبات سولفیدی ممکن است فرآیند خوردگی فلزات را تسریع کنند و عمر مفید تجهیزات را کاهش دهند. کلراید، به ویژه در لجنهای نفتی، نقش مهمی در فرآیند خوردگی دارد و به عنوان یک عامل خورنده شناخته میشود. یونهای کلراید معمولاً باعث تسریع واکنشهای خوردگی فلزات میشوند، به خصوص در محیطهای مرطوب و با دماهای بالا که در تجهیزات نفتی و پتروشیمی شایع است. حضور کلراید موجب تحریک خوردگی موضعی مانند خوردگی شکافزا و حفرهای در فلزات میشود که میتواند به سرعت باعث تخریب و کاهش عمر مفید قطعات گردد. در لجنهای نفتی که معمولاً حاوی ترکیبات پیچیدهای از مواد نفتی و معدنی هستند، وجود کلراید میتواند فرایند خوردگی را تشدید کند و تاثیر منفی بر دوام و عملکرد تجهیزات بگذارد. بنابراین شناخت دقیق ویژگیهای لجن و انتخاب مواد و پوششهای مقاوم در طراحی قطعات از اهمیت زیادی برای کاهش هزینههای نگهداری و افزایش دوام سیستمها برخوردار است. این نکته اهمیت دارد که برای پیشگیری از آسیبها، علاوه بر نگهداری منظم، استفاده از مواد مقاوم و پوششهای ضدسایش و ضدخوردگی باید در اولویت قرار گیرد.
انتخاب جنس مناسب قطعات مختلف اسکروپرس
جنس مناسب پیچ مارپیچ اسکرو پرس
پیچ مارپیچ وظیفه فشردهسازی و انتقال لجن را بر عهده دارد و باید در برابر فشار، سایش و خوردگی مقاومت بالایی داشته باشد. بسته به نوع لجن و امکان ایجاد سایش و خوردگی، از مواد زیر میتوان برای ساخت آن استفاده نمود.
- استیل ضدزنگ ۳۰۴: مقاومت خوردگی خوب، مناسب لجن با سایندگی کم تا متوسط
- استیل ۴۲۰/۴۵۶: فولاد آلیاژی با سختی و مقاومت سایشی بالا برای لجنهای ساینده
- فولاد ضدسایش Hardox یا مشابه: برای شرایط ساینده شدید و لجنهای با ترکیبات معدنی ساینده زیاد.
در صورت نیزا به افزایش مقاومت در برابر سایش، موارد زیر توصیه میشود.
- کرومدهی سخت (Hard Chrome Plating)
- نیتریدینگ
- پوششهای سرامیکی برای شرایط بسیار ساینده
انتخاب جنس دیسکهای فیلتر
دیسکهای ثابت و متحرک اسکرو نقش اصلی در جداسازی آب از لجن را انجام میدهند و باید مقاوم به سایش و گرفتگی باشند. بسیته به نوع لجن، از مواد زیر در ساخت آنها میتوان استفاده نمود.
- استیل ضدزنگ ۳۰۴ برای سایش کم تا متوسط
- استیل ضدزنگ ۳۱۶ برای سیاش متوسط و بیشتر. در لجنهای خورنده استیل آلیاژی ترجیحاً ۳۱۶ کاربردیتر است
- فولاد ضدسایش با پوشش سخت برای لجنهای حاوی مواد معدنی سخت. از جمله پوشش دهی با کروم دهی سخت، نیتریدینگ و استفاده از پوششهای سرامیکی
جنس بدنه
بدنه اسکرو پرس معمولاً از فولاد ضدزنگ (استنلس استیل 304 یا 316) ساخته میشود که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگزدگی دارد و طول عمر دستگاه را افزایش میدهد. همچنین امکان سفارش جنس بدنه با توجه به نوع لجن (مثلاً لجنهای اسیدی یا نفتی) وجود دارد تا سازگاری دستگاه با شرایط محیطی و خورندگیها حفظ شود. این ویژگیها باعث میشوند اسکرو پرس ابزاری کارآمد، با دوام و قابل اطمینان برای آبگیری انواع لجن صنعتی و شهری باشد. متریالهای رایج و مزایا و معایب آنها برای ساخت بدنه اسکرو پرس به شرح زیر است.
- فولاد کربن با پوشش ضدخوردگی: هزینه کمتر ولی مقاومت کمتر(معمولا رایج نیست).
- استیل ضدزنگ ۳۰۴ : برای لجنهای بیولوژیکی و لجنهای غیر معدنی و یا با مواد معدنی غیر سخت گزینه بسیار مناسبی است.
- یا ۳۱۶: برای لجنهای معدنی با سایش بالا گزینه ارجحتری است، منتها هزینه بیشتر ولی دوام و مقاومت بالاتر دارد.
پوششها و فناوریهای مقاومسازی
در صورت نیاز و بنا به تقاضای مشتری، برای افزایش دوام و مقاومت اسکرو پرس در برابر خوردگی و سایش، از پوششهای تخصصی مانند رنگهای اپوکسی و پوششهای نیتریدینگ فلزی استفاده میشود. این پوششها علاوه بر محافظت از بدنه و قطعات فلزی در برابر تماس با مواد خورنده و لجنهای خورنده، باعث کاهش سایش مکانیکی قطعات متحرک نیز میگردند. همچنین، فناوریهایی مانند استفاده از فولادهای ضدزنگ (استنلس استیل 304 و 316) و آلیاژهای مقاوم به خوردگی، انتخاب قطعات با پوششهای مقاوم به سایش و طراحی خودتمیزشونده در ساختار دستگاه، از جمله راهکارهای مقاومسازی در اسکرو پرس هستند که عمر مفید دستگاه را افزایش داده و هزینههای نگهداری را کاهش میدهند. از جمله مهترین روشهای مقاومسازی به شرح زیر است. مقایسه این روشهای نیز در جدول 1 انجام شده است.
- کرومدهی سخت (Hard Chrome Plating): افزایش سختی سطحی و مقاومت سایشی در بخشهای متحرک و ساینده
- نیتریدینگ و سایر پوششهای حرارتی: سختی بالا و دوام زیاد بدون تغییر خواص مکانیکی داخلی
- پوششهای سرامیکی و کامپوزیتی: کاربرد در شرایط شدید سایندگی و خورندگی با عمر طولانی
| پوشش | مزایا | معایب | کاربرد پیشنهادی |
| Hard Chrome Plating | سختی بالا، مقاومت سایشی | شکنندگی در شرایط خاص | قطعات متحرک و نواحی ساینده |
| نیتریدینگ | سختی سطحی بالا، دوام بالا | نیاز به تجهیزات تخصصی | تجهیزات فشار بالا |
| پوشش سرامیکی | مقاومت عالی به سایش و خوردگی | هزینه بالا | شرایط سخت و ساینده |
تاثیر دما و شرایط محیطی در انتخاب جنس
دمای بالاتر میتواند سختی و مقاومت خوردگی فولادها را کاهش دهد، بنابراین انتخاب جنس باید بر اساس بازه دمایی محیط و فرآیند باشد. برای محیطهای مرطوب و گرم استیل ۳۱۶ پیشنهاد میشود.
نگهداری و تمدید عمر قطعات بر اساس جنس
- پایش دورهای ضخامت پوشش و سطح ساییده شده
- اصلاح شرایط عملیاتی جهت کاهش فشار بیش از حد
- استفاده از روانکارها در محل های مورد نیاز
نتیجه گیری
انتخاب دقیق و علمی جنس قطعات اسکرو پرس بر اساس کیفیت و ویژگیهای لجن، کلید اصلی در افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای نگهداری است. شناخت جامع لجن و شرایط محیطی باعث میشود بهترین مواد و پوششها به کار گرفته شود و عملکرد دستگاه پایدار بماند.
برای آشنایی بیشتر با دیگر مباحث مربوط به دستگاه اسکرو پرس همچون راهنمای جامع ظرفیت سنجی دستگاه اسکرو پرس، مقایسه انواع اسکروپرسهای موجود در ایران، نکات اصلی و چالش های بهره برداری اسکروپرس در آبگیری لجن، مکانیزم خود تمیز شوندگی در آبگیری لجن با مولتی دیسک اسکروپرس، فرار لجن در دستگاه اسکرو پرس ، راهنمای جامع تنظیمات اسکرو پرس لجن می توانید از مقالات مورد نظر دیدن کنید و برای دریافت مشاوره با شماره های موجود در سایت تکنوزیست تماس حاصل فرمایید.
سوالات رایج
جنس بدنه اسکرو پرس چگونه باید انتخاب شود؟
پاسخ: بر اساس نوع و ویژگیهای لجن، بدنه معمولاً از استیل یا فولاد با پوشش ضدخوردگی ساخته میشود.
کدام جنس برای ماردون اسکرو پرس مناسبتر است؟
پاسخ: ماردون معمولاً از فولاد سخت کاری شده یا استیل ضد زنگ ساخته میشود تا مقاومت سایشی و خوردگی داشته باشد.
برای لجنهای اسیدی چه جنسی توصیه میشود؟
پاسخ: استفاده از استیل ضدزنگ 316 یا فولاد با پوششهای خاص مقاوم به اسید توصیه میشود.
آیا میتوان از فولاد کربنی در قطعات اسکرو پرس استفاده کرد؟
پاسخ: خیر. به علت زنگ زدگی و خوردگی نمیتوان اسفتاده نمود.
جنس پیچ در اسکرو پرس چه ویژگیهایی باید داشته باشد؟
پاسخ: باید سخت، مقاوم به سایش و قابل تحمل فشار بالا باشد؛ معمولاً استیل یا فولاد سخت کاری شده است.
چگونه جنس ساخت قطعات بر عملکرد دستگاه تاثیر میگذارد؟
پاسخ: جنس با کیفیت بالا باعث افزایش دوام، کاهش خرابی و بهبود راندمان آبگیری میشود.
آیا پوششهای ضدسایش روی قطعات اسکرو پرس موثر هستند؟
پاسخ: بله، پوششها مقاومت قطعات را در برابر سایش و خوردگی افزایش میدهند.
آیا جنس قطعات باید بر اساس دمای محیط انتخاب شود؟
پاسخ: بله، قطعات در محیطهای با دمای بالا نیاز به جنس مقاومتر دارند. منتها عموما لجن ذخیره و سپس استفاده میشود و لذا عموما نیازی به حساسیت بر روی دما وجود ندارد.
چرا قطعات متحرک نیاز به جنس مقاومتری دارند؟
پاسخ: به دلیل فشار و سایش مداوم، این قطعات باید جنس سخت و مقاوم داشته باشند.
آیا جنس بدنه باید با جنس ماردون متفاوت باشد؟
پاسخ: میتواند در صورت نیاز متفاوت باشد. بدنه معمولاً برای مقاومت در برابر خوردگی و فشار طراحی میشود و ماردون برای سختی و مقاومت سایشی انتخاب میشود.
کیفیت لجن چگونه بر انتخاب جنس تاثیر میگذارد؟
پاسخ: لجن با مواد خورنده یا الیافی تاثیر زیادی روی مقاومت سایشی و خوردگی قطعات دارد.
آیا استفاده از استیل ضدزنگ در همه قسمتها لازم است؟
پاسخ: بستگی به نوع لجن و شرایط کاری دارد؛ معمولاً در بخشهایی که تماس مستقیم استیل با لجن است، به استیل ضد زنگ نیاز است. با توجه به اینکه همه بخشهای دستگاه مستقیما یا غیر مستقیم درگیر لجن یا پساب جدا شده از آن هستند، عموما همه بخشها از استیل ضد زنگ ساخته میشوند.
برای لجن نفتی چه جنسی مناسب است؟
پاسخ: اگر دارای ترکیبات خورنده باشد، استیل ضدزنگ با پوشش مقاوم به روغن و مواد شیمیایی، یا فولاد با پوشش سرامیکی.
آیا میتوان قطعات را با پوشش سرامیکی مقاوم کرد؟
پاسخ: بله، پوشش سرامیکی مقاومت سایش را افزایش میدهد و برای قطعات با تماس زیاد مناسب است.
آیا نیتریدینگ روی قطعات اسکرو پرس کاربرد دارد؟
پاسخ: بله، نیتریدینگ باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش سطح میشود. باید توجه داشت که روشهای پوشش دهی فقط برای شرایط خاص کاربرد دارن، چرا که به شدت هزینهها را افزایش میدهند
چگونه میتوان عمر قطعات اسکرو پرس را افزایش داد؟
پاسخ: انتخاب جنس مناسب، استفاده از پوششهای مقاوم و نگهداری منظم.
آیا هزینه جنس قطعات هم در انتخاب موثر است؟
پاسخ: بله، باید تعادل بین کیفیت، دوام و هزینه رعایت شود. بنابراین در حالت معمول فقط از استیل 304 استفاده میشود.
برای لجن با ذرات جامد سخت، چه جنسی بکار ببریم؟
پاسخ: فلزات سخت یا با پوشش مقاوم به سایش توصیه میشود.
چگونه جنس قطعات بر نگهداری و تعمیر تاثیر دارد؟
پاسخ: جنس با کیفیت پایین ممکن است باعث خرابیهای مکرر و هزینههای بالای تعمیر شود.
چه معیارهایی برای انتخاب بهترین جنس وجود دارد؟
پاسخ: مقاومت در برابر خوردگی، سایش، سختی، دوام، هزینه و سازگاری با نوع لجن.
