Jet Pumpin materiaalitarkastelu

Abstract

Jet pump -tekniikka on ollut käytössä jo useampia kymmeniä vuosia, ja sitä onkin kehitetty eteenpäin kaiken aikaa. Koska laitteistoja käytetään hyvin vaativissa olosuhteissa, ne altistuvatkin erittäin monipuoliselle kulumiselle, joka voi lyhentää laitteiston käyttöikää merkittävästi. Jet pumpun kohtaaman kulumisen ymmärtäminen onkin ensiarvoisen tärkeää onnistuneen materiaalivalinnan kannalta. Työn tilaaja oli myös antanut tiettyjä reunaehtoja ja toivomuksia, jotka koskivat materiaaleja, valmistusmenetelmiä sekä pinnoitteiden käytön mahdollisuutta, joihin työssä on pyritty vastaamaan parhaalla mahdollisella tavalla. Tässä työssä on tutkittu jet pumpun kokemaa kulumista ja selvitetty sen primääristä kulumismekanismia. Työ jakaantuu kahteen osaan: Kirjallisuustutkimusosassa tarkastellaan erilaisia kulumismekanismeja ja kavitaation vaikutusta kulumiseen. Primääristen kulumismekanismien määrittäminen on erittäin haastavaa, koska kuluminen on aina dynaaminen ja monisyinen prosessi. Erilaiset kulumismekanismit voivat toimia synergisesti, päällekkäin, tai eri mekanismit voivat olla primäärisiä kulumisen eri vaiheissa. Työn toinen osa on käytännönläheisempi. Siinä esitellään tutkittavat osat sekä niiden tämän hetkinen rakenne. Toisessa osassa esitellään myös osien yleisimmin kärsimät vauriot sekä käydään läpi parempia materiaalivaihtoehtoja nykyisten tilalle. Tämä tutkimus osoittaa, etteivät näissä jet pumpuissa tällä hetkellä käytetyt materiaalit ole parhaita mahdollisia. On olemassa seoksia, jotka kestävät komponenttien kokemaa kulutusta nyt käytettyjä seoksia huomattavasti paremmin. Materiaalivalinta on pyritty pitämään suhteellisen konservatiivisena, koska uusien ja vieraiden materiaalikategorioiden käyttämisessä on aina omat haasteensa, joiden ennakoiminen voi kuitenkin olla hankalaa. Työn tuloksena suositellaan, että jet pumpulla tulisi suorittaa kulutuskokeita joko kentällä tai laboratorioissa, jotta esitetystä materiaalivalinnasta saataisiin lisää kokemusta ja tietoa. Nykyisten materiaalien mikrorakenne ja toimitustilat täytyisi myös tuntea läpikotaisin. Komponenttien kulumisen seuranta, olosuhteiden ja niiden muutosten sekä käyttöprofiilien kirjaaminen olisi ensiarvoisen tärkeää onnistuneen materiaalivalinnan tueksi. Muussa tapauksessa voidaan esittää vain valistuneita arvioita.