Карбамідний розчин і РКД: які насоси витримують це середовище

Розчин карбаміду й рідкі комплексні добрива (РКД) на вигляд майже як вода, тому їх нерідко перекачують першим насосом, який є в господарстві. За сезон такий насос починає текти через ущільнення, латунні деталі вкриваються зеленим нальотом, а після холодної ночі ротор не провертається через кристали. Розбираємо, що саме в цих рідинах шкодить насосам, які матеріали їх витримують і чим відрізняються типи насосів, придатні для добрив.

Розчин карбаміду: корозія і кристали

Карбамід добре розчиняється у воді, але розчин має дві властивості, неприємні для насоса.

Перша властивість: у розчині завжди є трохи аміаку. Розчин карбаміду роз’їдає мідь і її сплави, цинк, оцинковану й нелеговану сталь. Тому латунний штуцер, бронзова втулка чи чавунна крильчатка в контакті з ним працюють недовго.

Друга властивість: кристалізація. Найстійкіший до холоду розчин 32,5 %: він тримається приблизно до −11 °C. Слабші розчини на морозі просто замерзають, а в міцніших що вища концентрація, то за вищої температури випадає карбамід. Орієнтовні температури, нижче від яких у розчині з’являються кристали або лід:

Концентрація карбаміду	Кристали або лід з’являються приблизно від
32,5 %	−11 °C
40 %	0 °C
46 %	+10 °C
51 %	+20 °C

Під час розчинення карбамід забирає тепло, тож вода помітно холоднішає: для концентрованих розчинів на 10–20 °C. Розчин, який восени почали готувати на холодній воді, може кристалізуватися ще в ємності. Тому розчин краще готувати на теплій воді й перемішувати насосом по колу, доки гранули повністю не розчиняться.

Для насоса кристали небезпечні двічі. Вони стирають робочі деталі, як абразив. А коли насос зупиняється й підсихає, кристали осідають на торцевому ущільненні; під час наступного пуску вони дряпають пари тертя, і ущільнення починає протікати.

РКД: густина, в’язкість і осад

РКД на основі поліфосфатів амонію (поширені марки NP 10:34 і NP 11:37) поводяться інакше. Вони приблизно в 1,4 раза важчі за воду і значно густіші. Для марки 10:34 виробники наводять в’язкість близько 40 сП за +18 °C і близько 70 сП за +4 °C, тоді як у води близько 1 сП. Кристали в такому РКД випадають лише приблизно від −18 °C, але густіє він задовго до цього.

Звідси три висновки для насоса:

• двигун відцентрового насоса підбирають з урахуванням густини: за густини 1,4 кг/л потрібна потужність зростає приблизно на 40 % порівняно з водою;
• на холодних РКД продуктивність невеликих відцентрових насосів помітно падає, тому для РКД у неопалюваному складі краще підходять об’ємні насоси: мембранні, імпелерні, шестеренні, перистальтичні;
• під час тривалого зберігання, особливо в теплі, поліфосфати поступово розкладаються, і на дні резервуара може з’являтися осад. Насос, який забирає РКД з дна, має переносити тверді частки, інакше на всмоктуванні потрібен фільтр.

Які матеріали витримують ці рідини

Підходять для розчину карбаміду, РКД і КАС:

• нержавіюча сталь AISI 304 і 316;
• поліпропілен, поліетилен і PVDF;
• PTFE та EPDM для мембран і ущільнень.

Не підходять:

• мідь, латунь і бронза: штуцери, крани, клапани, втулки;
• цинк і оцинкована сталь: фітинги, хомути, труби;
• чавун і нелегована сталь, які корозують у розчині карбаміду.

Мідні сплави й “оцинковку” ми не радимо ставити в жодну лінію з добривами, що містять амоній. Алюмінієві мембранні насоси поширені на складах паливно-мастильних матеріалів, але для добрив їх варто брати лише після перевірки за таблицею стійкості виробника для конкретного продукту й концентрації.

Між стійкими матеріалами теж є різниця. Нержавіюча сталь механічно міцніша, витримує удари й вищу температуру, тому її обирають для мобільних насосів і важких умов. Поліпропілен легший, зазвичай дешевший і повністю стійкий до цих розчинів. PVDF беруть тоді, коли тим самим насосом перекачують ще й кислоти чи агресивні засоби захисту рослин.

Часто підводить не сам насос, а латунний кран чи оцинкований фітинг поруч із ним. Тож перевіряти варто всю лінію, а не лише корпус насоса.

Порівняння типів насосів

Для розчину карбаміду й РКД підходять п’ять типів насосів. Вони по-різному реагують на ”сухий хід”, кристали й в’язкість, тому порівнюємо їх саме за цими ознаками.

Тип насоса	Самовсмоктування	Сухий хід	Кристали й осад	Густі РКД на холоді	Ущільнення валу	Що міняють найчастіше
Мембранний пневматичний	Так	Не боїться	Переносить	Добре	Немає	Мембрани, кульки клапанів
Хімічний відцентровий	Ні, крім самовсмоктувальних виконань	Не допускається	Лише дрібні частки; з магнітною муфтою небажані	Продуктивність падає	Торцеве; з магнітною муфтою немає	Торцеве ущільнення, підшипники
Імпелерний	Так	Лише короткочасно	Дрібні частки переносить	Добре	Є	Імпелер
Шестеренний	Так	Не допускається	Не переносить, потрібен фільтр	Добре	Є	Шестерні, втулки
Перистальтичний	Так	Не боїться	Переносить	Добре	Немає	Шланг

Мембранний пневматичний насос найуніверсальніший для складу добрив. Він працює від стисненого повітря, тож поруч із продуктом немає електродвигуна. Насос самовсмоктувальний, тому ним зручно зливати цистерни через верхню горловину. Для добрив беруть корпус із поліпропілену або PVDF і мембрани з EPDM чи PTFE. Потрібен компресор із запасом продуктивності, а взимку повітря має бути сухим, інакше обмерзає повітряний клапан насоса.

Хімічний відцентровий насос обирають для великих об’ємів, коли рідина сама надходить до насоса: злив через нижній патрубок, перекачування між резервуарами, циркуляція під час приготування розчину. Корпус роблять із пластику або нержавіючої сталі. Насоси з магнітною муфтою не мають ущільнення на валу, тому проблеми кристалів на торцевому ущільненні в них немає. Зате вони потребують чистого продукту й не терплять сухого ходу. Для РКД двигун беруть із запасом потужності на густину.

Імпелерний насос перекачує рідину гнучким імпелером з еластомеру. Він компактний, самовсмоктувальний і часто стоїть на візку. Напрямок потоку змінюють реверсом двигуна, тож одним насосом і заливають, і зливають. Для добрив потрібне виконання з нержавіючої сталі, а матеріал імпелера підбирають під продукт. Імпелер зношується, тому запасний варто мати на сезон. Є виконання з гідромотором, які працюють від гідравліки трактора.

Шестеренний насос добре працює з густими рідинами, тому має сенс для РКД, особливо в холодному складі. Потрібне виконання з нержавіючої сталі й фільтр на всмоктуванні, бо кристали й осад шкодять шестерням. Для рідкого, як вода, розчину карбаміду шестеренний насос переваг не має.

Перистальтичний насос пропускає рідину лише всередині шланга, тож питання стійкості металу не постає. Він не боїться сухого ходу, кристалів і осаду, а продуктивність прямо залежить від обертів. Тому його ставлять там, де треба точно задати витрату: у системах фертигації, для внесення мікродобрив, для підмішування до бакової суміші. Основна витратна деталь у ньому шланг.

Чому насос для води не замінює хімічний

Найчастіше замість хімічного насоса для добрив ставлять звичайний насос для води або мотопомпу. На старті це дешевше, але в таких насосах чавунні й латунні деталі та ущільнення, розраховані на воду. У розчині карбаміду вони корозують, а кристали швидко виводять із ладу торцеве ущільнення. Разово такий насос використати можна, якщо одразу після роботи промити його водою. Для постійної роботи надійніше насос із нержавіючої сталі або пластику.

Як продовжити життя насоса

• Після кожної роботи, а особливо перед довгою зупинкою, промивайте насос і шланги чистою водою. Висохлий розчин карбаміду залишає кристали на клапанах, мембранах і ущільненнях.
• На зиму зливайте продукт із насоса й ліній.
• Перед сезоном оглядайте мембрани, імпелер, шланг і ущільнення. Комплект запчастин краще мати заздалегідь, ніж шукати його в розпал польових робіт.
• Для пневматичних насосів подавайте сухе повітря, щоб узимку не обмерзав повітряний клапан.

На що зважати під час купівлі

Насос для добрив працює сезонами, і мембрани, імпелери чи шланги в ньому міняють регулярно. Тому перед купівлею варто з’ясувати, хто в Україні дає на насос гарантію і де брати оригінальні запчастини. Для підбору постачальнику знадобляться: продукт і його концентрація, потрібна продуктивність у м³/год, висота всмоктування й довжина лінії, живлення (380 В, 220 В чи стиснене повітря) і температура, за якої працюватиме насос.

Олександр Смоляк, Vaterpass (ТОВ «Ватерпасс»), vaterpass.ua

Vaterpass з 2008 року підбирає й постачає промислові насоси для агропідприємств, хімічних і харчових виробництв, ремонтує їх і постачає оригінальні запчастини. Компанія має 8 офіційних контрактів із виробниками насосів, з них 4 ексклюзивні. Серед партнерів італійські Fluimac, Liverani, Affetti, Ragazzini і C.M.O. Pompe, турецька Petroland і корейська JEC.

Читайте нас у Telegram