химически активные жидкости что это
Описания и требования к химическим насосам
Химические насосы принимают важное участие в технологических процессах на предприятиях, которые работают в химической отрасли, нефтеперерабатывающей отрасли. Они используются для перекачки жидкостей, которые по химическим и техническим характеристикам и свойствам совершенно отличны от воды. Чаще всего подобные жидкости химически активные, обладают неблагоприятными для перекачки техническими характеристиками (повышенной плотностью, пониженной или повышенной температурой, высоким уровнем абразивности). Жидкости обычно отличаются агрессивностью, быстро вступают в химические реакции, часто являются катализаторами для химических реакций окисления. Именно поэтому химические насосы выделяют в совершенно отдельную группу оборудования. Это промышленные насосы со специальными техническими характеристиками.
Есть ряд требований, которые обязательны и рекомендованы для химических насосов. Для начала о материалах. Сегодня для изготовления труб и шлангов используют специальные полимерные материалы, которые нейтральные к жидкостями, а потому обеспечивают долговечность работы и практичность в плане быстроты замены и легкости в эксплуатации и обслуживании. Требуются особые марки полимерных веществ для создания подобных трубок и шлангов. В производстве этих насосов не используют серый чугун, который не может обеспечить высоких значения давления на всасывание, а также достаточно неустойчив по отношению к агрессивным средам и склонен обогащать перекачиваемые жидкости ионами железа, что совершенно недопустимо для некоторых технологических процессов.
Выделяют несколько показателей, которым должен соответствовать современный промышленный химический насос:
Химически активные жидкости довольно опасны в работу, возникновение газовых пробок при отсутствии функции автоматического залива и остановках работы может стать причиной заторов и превышения максимально допустимого значения, а также приведет к сбоям в различных технологических причинах, а потому наличие подобных функций почти обязательно для любого химического насоса. Необходимо также учесть возможности по аудиту. Энергетический аудит, а также экономическая эффективность оборудования, могут быть проведены и достигнуты лишь в том случае, если есть возможность высокоточного измерения показателей насоса.
Иммерсионная жидкость. Какую выбрать для майнинга и почему
За последние несколько лет в мире появились десятки составов под маркой «самая лучшая жидкость для иммерсионного охлаждения». Чаще всего за громкими названиями скрываются вариации на тему разного рода масел: ПАОМа (базовое синтетическое полиальфаолефиновое масло), кремнийорганических масел (ПМС, ПДМС, ПЭС), фторкетонов и прочего. Какая жидкость лучше других подойдёт для иммерсионного охлаждения вычислительного оборудования.
Жидкость Novec — может и лучшая, но очень дорогая
Novec — это продукт американской промышленной химической корпорации 3M. Она подарила миру прозрачную ленту-скотч, магнитные аудиокассеты, а заодно и фторсодержащий хладагент Fluorinert. Последний регулярно подвергался критике из-за наличия озоноразрушающих веществ и косвенного влияния на глобальное потепление, поэтому в 1996 г. его сменила жидкость Novec, не обладающая недостатками предшественника.
Fluorinert-Novec действительно уникальная по многим показателям жидкость. Она прозрачная, негорючая (используется для тушения возгораний электроники), не имеет запаха, а также обладает разными точками кипения, отличными диэлектрическими свойствами и совместима с большинством компонентов вычислительного «железа». За последние годы 3M даже сумела создать Novec образ «специально доработанной для майнеров жидкости», что лишь усилило доверие к ней в сочетании со 120-летней историей существования самой компании.
Следует сказать, что в двухфазной и однофазной системах охлаждения майнингового оборудования Novec зарекомендовала себя с лучшей стороны. Чаще всего для двухфазной системы используют составы 7000, 7100 и 7200. Что примечательно, в двухфазной системе охлаждения можно использовать только фторуглеродные жидкости, заливать туда масло бессмысленно. У названных выше составов не самая высокая точка кипения, что коррелирует с рабочим температурным режимом элементов и эффективным теплообменом. За счёт естественного испарения, конденсации и охлаждения жидкости система не нуждается в насосах внутреннего контура, сложном и дорогом теплообменнике и некоторых иных элементах. Более подробно о принципе работы систем иммерсионного охлаждения на базе жидкости Novec вы можете прочитать в статье: Сравнение жидкостей Novec и Coolant — почему мы остановились на собственной разработке.
Однако двухфазная система охлаждения на базе Novec обладает целым рядом недостатков, которые делают её применение в домашнем майнинге практически невозможным, а в промышленном — сопряжённым с несоразмерными затратами на организацию такой системы. Во-первых, жидкость очень дорогая. Цена стартует в среднем от 130 USD/литр! Во-вторых, для использования Novec нужна абсолютно герметичная ёмкость с системой компенсации нарастающего давления. В конце концов погружаемое оборудование тоже нужно дорабатывать, что делает использование «двухфазки» гораздо более дорогостоящим. А стоимость конденсатора иногда превышает стоимость любого теплообменника.
Не лучше ситуация выглядит и при создании однофазной системы охлаждения на базе Novec 7300, 7500 или 7700. В этом случае конструкция фермы, конечно, упрощается, и погрузить в неё можно любое оборудование, но высокая летучесть всё равно требуют делать ёмкость максимально герметичной. При длительном использовании Novec склонна выкипать, а это значит, что её нужно постоянно приобретать дополнительно. К тому же нужно учитывать слишком много переменных, да и не исключено, что состав со временем разъедает некоторые элементы вычислительного оборудования.
ПМС, ПЭС, ПМФС — их создавали не для майнинга
Некоторые российские компании-производители систем иммерсионного охлаждения активно продвигают свою «чудо-жидкость». Иногда её называют разными красивыми именами, но нередко реализуют и под более привычной маркой ПМС-50 или аналогичными наименованиями (может быть и ПМС-5, 10, 20, 100).
Полиметилсилоксан, как основной представитель кремнийорганических (силиконовых) масел, действительно обладает некоторыми особыми свойствами. Например, он не поддерживает горение до определённого момента, очень медленно испаряется, стойкий к окислению, не гигроскопичен (т.е. не поглощает влагу из воздуха), не вступает в реакцию с компонентами погружённого оборудования, биологически безопасен и т.д.
Впрочем, уже по самому первому пункту возникают вопросы. Дело в том, что локальные очаги возгорания жидкости в ёмкости, скажем, объёмом 60 литров не страшны. Но едва она полностью достигнет температуры вспышки (которая здесь тоже есть, пусть и на уровне 200-300°C) как воспламенится по аналогии с любым маслом. Также хотя оно и предназначалось для охлаждения электронного оборудования вроде трансформаторов, изготовители никогда не рекомендовали силиконовое масло для погружного охлаждения печатных плат, чипов и иных многослойных компонентов.
Дело в том, что подобные жидкости обладают малой плотностью и легко проникают в щели и пустое пространство между платами («смачивают»). У фторуглеродов, к примеру, плотность как минимум в 2 раза выше, что не позволяет им так легко деформировать платы. Разумеется, можно говорить о разной степени очистки масел и их высокой инертности, однако проблемы с текстолитом всё равно начнутся рано или поздно. А стоят такие жидкости в среднем 7-10 USD/литр.
Таким образом, ПМС и его аналоги выступают неплохим временным решением для иммерсионного охлаждения небольшого количества майнеров, однако немалая цена позволяют сомневаться в его эффективности для промышленного майнинга.
Синтетические масла ПАОМ, HVI — вопреки физике
Данный тип базовых масел также можно встретить под кучей разных загадочных аббревиатур на сайтах компаний, занимающихся иммерсионным охлаждением. Внешний вид жидкости ПАО, ПАОМ-2 довольно привлекателен — прозрачная, без цвета и запаха, с неплохой температурой вспышки от 170 до 200°C. У неё малая вязкость и низкая температура застывания (-60-70°C), масло химически пассивное, стойкое к окислению (условно стойкое, разумеется, при закрытой большую часть времени ёмкости). Стоимость в обычной рознице не превышает 1 USD/литр, как иммерсионная жидкость может продаваться и по 2 USD/литр и выше.
Впрочем, несмотря на все преимущества, использование синтетических масел, как бы они не назывались, потребует от пользователя внимательности уже на этапе покупки. Синтетика нуждается в присадках, наличие которых «на глаз» определить очень сложно. Также у неё весьма спорные теплофизические свойства. Дельта между температурой верхнего слоя жидкости и чипов может достигать 40-45°C. То есть чипы могут реально «кипеть» на уровне 100°C, при этом поверхностный слой теплоносителя будет показывать вполне рабочие 60°C. Но поскольку в большинстве иммерсионных установок снимается именно верхний слой, использовать жидкость с такой температурой для, скажем, полезной утилизации тепла будет довольно проблематично.
Поэтому ПАОМы чаще рекомендуют для небольших домашних ферм, собранных «на коленке» и без претензий на использование каких-либо иных преимуществ иммерсионного охлаждения, кроме устранения шума и пыли. Схожая ситуация и с маслами типа HVI, которые являются базовыми изопарафиновыми или полусинтетическими маслами. У них, кстати, довольно низкая температура вспышки (135-170°C). Базовое масло обычно выступает основой для изготовления моторных, смазочных, гидравлических масел. Соответственно, их воздействие на электронное оборудование в долгосрочном периоде не изучено и есть большие сомнения, что оно нейтральное.
Также нет достоверных данных и о влиянии такого масла на человека при длительном контакте. Со временем оно мутнеет, быстро окисляется даже с присадками и имеет ограниченный срок службы. Хотя, повторимся, себестоимость его действительно одна из самых низких, а цена ограничивается лишь жадностью продавца.
Трансформаторное и моторное масло — «тихие убийцы»
Тем, кто желает дёшево и быстро войти в майнинг на иммерсионном охлаждении действительно можно порекомендовать трансформаторное масло. Однако используя его вы рискуете не дождаться не только прибыльности, но даже окупаемости проекта. Дело в том, что данные типы масел являются химически активными, то есть они вступают в агрессивную реакцию с компонентами компьютерного «железа».
Также трансформаторное и моторное масло активно поглощает влагу из воздуха, теряя свойства диэлектрика. И, наконец, самое главное. Такое масло не получится красиво выпить с ложечки в ролике для YouTube. Аллергия, отравление и тяжёлые последствия для организма гарантированы. Пары плохо очищенных нефтепродуктов (а трансформаторное масло является как раз таким продуктом) нельзя вдыхать на протяжении длительного времени. Если вы будете долго находится в области масляного тумана, то усталость, головокружение, головная боль и тошнота обеспечены.
При этом, как и любое минеральное масло, трансформаторное и моторное обладает некоторыми преимуществами. Да, оно тоже не проводит ток и стоит неприлично дёшево (1-2 USD/литр), но на этом, пожалуй, все достоинства такого типа масел заканчиваются. Хотя это и не является приговором всей обширной группе минеральных масел, о чём мы и поговорим ниже.
Минеральное масло высокой степени очистки — почти идеал
Значительная часть подготовленных минеральных масел, взять хотя бы вазелиновое, абсолютно безопасна для живых организмов и окружающей среды. Именно поэтому они используются в фармакологии, индустрии красоты и прочих сферах. Хотя основой выступает всё тот же нефтепродукт, только получивший очень высокую степень очистки и, при необходимости, присадки. Оно сравнительно недорогое, обладает оптимально подходящими для охлаждения электроники теплофизическими свойствами.
Фактически, именно белое минеральное масло стало «золотой серединой» среди аналогов. Одним из главных достоинств является то, что оно подходит как для домашних ферм, так и для крупных проектов. По сути, вы можете окунуть три свои асика и в подсолнечное рафинированное дезодорированное масло и гордо заявить, что собрали ферму на иммерсионном охлаждении. Это будет чистой правдой. Но организовать ферму мощностью 1 МВт на подобной базе не получится в силу ряда объективных причин, в том числе и связанных со свойствами теплоносителей-диэлектриков.
Недостатки у минерального масла тоже есть. Да, теоретически с течением времени оно тоже окисляется, напитывается влагой и может воспламениться (но только когда весь объём масла в ванной для иммерсионки, а это 160-180 литров, прогреется до температуры вспышки). Обычно к тому времени расплавятся и замрут сами чипы и устройства, прежде чем произойдёт возгорание. В качественных системах иммерсионного охлаждения это компенсируется использованием дорогих компонентов, проверенных комплектующих, подобранных на основе расчётов, а также грамотным проектированием системы отвода и перераспределения тепла, применением масел высокой степени очистки.
У минеральных масел высокой очистки подходящая температура вспышки (в пределах 220°C), вязкость, минимальный тангенс угла диэлектрических потерь. Перед погружением майнинг оборудование проходит лёгкую обработку, а сами устройства располагаются в частично герметичных ёмкостях без потери свойств. Убедиться в оптимальности характеристик качественной жидкости на основе минеральных масел высокой степени очистки для майнинга можно на примере теплоносителя BiXBiT Coolant. В компании, кстати, подчёркивают, что недостатки данного вида масла компенсируются технически грамотным решением на базе иммерсионного охлаждения, которое включает в себя подбор нужных насосов, теплообменников, иного оборудования.
Минеральные масла являются практически единственным рациональным решением для однофазных систем охлаждения с возможностью полезной утилизации выделяемого тепла. Температуры «на выходе» выше, чем, например, на «двухфазке», что позволяет эффективнее подогревать/догревать воду. А ещё это в несколько раз дешевле, чем построение аналогичной системы на двухфазном охлаждении, которую в компании BiXBiT тоже могут сделать по желанию заказчика. Но вы же помните стоимость одного литра Novec не так ли? А BiXBiT Coolant обойдётся всего в 4 USD/литр. Экономия начинается здесь, как говорится.
Таким образом, вопрос целесообразности применения того или иного теплоносителя зависит от стоящих перед вами задач. Если есть цель погрузить пару асиков в ёмкость-самоделку, это всегда можно сделать дешёво, ненадёжно и ненадолго. Если вы хотите просидеть на одних и тех же устройствах 15 лет и при это вам не нужна утилизация тепла, зато есть вагон денег — смело выбирайте фторуглеродные хладагенты. Но если ваш принцип — это рациональный подход к делу, желание масштабировать мощности и использовать качественные установки за адекватные деньги, то обращайтесь за комплексным решением от компании BiXBiT.
Химические насосы
Химические насосы предназначены для работы с агрессивными жидкостями, такими как растворы кислот и щелочей, растворители и т.п.
Основным отличием от насосов для воды является то, что проточная часть насосов и уплотнение вала должны быть из материалов, которые не вступают в реакцию с перекачиваемой жидкостью.
Это накладывает ряд требований на насосы для перекачки химически активных сред:
— проточная часть должна быть изготовлена из сталей или полимерных материалов, способных выдерживать длительное воздействие агрессивных сред,
— уплотнение вала должно обеспечивать безопасную работу и защиту от утечек продукта, которые могут привести к травмам,
— электродвигатель должен обеспечивать работу с жидкостями большой плотности, т.к. большинство концентрированных кислот и щелочей имеют плотность в 1,5-2 раза больше, чем плотность воды.
Насосы с магнитной муфтой не имеют уплотнений вала и полностью герметичны. Это позволяет применять их для перекачивания особо агрессивных и токсичных жидкостей.
Конструктивно насосы представляют собой полностью герметичную конструкцию; крутящий момент на рабочее колесо передается при помощи магнитного поля.
Мы предлагаем насосы ХЦМ отечественного производителя и насосы DB и SP американской фирмы FTI.
У нас есть уникальные самовсасывающие насосы с магнитной муфтой серии SP, которые позволяют выкачивать жидкости из емкостей без предварительной заливки шлангов (то есть могут сами засосать жидкость из емкости).
Это очень ценно свойство, особенно при работе с сильными кислотами и щелочами, когда заливка насоса и шланга может быть затруднена или невозможна.
Насосы можно использовать для растаривания ж/д цистерн, еврокубов, автоцистерн и т.п.
СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.
В этом разделе собраны химические насосы с механическим (торцевым) уплотнением вала.
Существует линейка насосов из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т серий ХМ (несамовсасывающие) и ВКс, ХМс (самовсасывающий насосы).
Возможно изготовление этих насосов с двойным торцевым уплотнением и автономным бачком с затворной жидкостью, а также их комплектация электродвигателями во взрывозащищенном исполнении.
Для перекачивания хлорсодержащих кислот и щелочей есть модели насосов серии КМХ и GP из полипропилена.
Так же на складе в наличии поддерживаем запас насосов серии GP (СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.) с корпусом из фторопласта, которые способны перекачивать сильные концентрированные кислоты.
Существуют и недорогие маломощные химические насосы серии НСУ-3 и мембранные насосы серии DP.
Дозировочные насосы итальянской фирмы Injecta могут изготавливаться с напряжением питания 220В или 380В по выбору заказчика.
В модельном ряде представлены насосы с корпусом из полипропилена, ПВХ, фторопласта и нержавеющей стали AISI 316.
Возможна поставка насосов с инверторным управлением подачей и входом 4-20 mA для пропорционального дозирования по внешнему сигналу.
Насосы могут регулировать подачу в диапазоне от 30% до 100% производительности. Регулировка подачи производится путем изменения длины хода плунжера вращением рукоятки настройки на редукторе насоса.
Насосы могут изготавливаться из сталей марок «К», «Е», «И», комплектоваться блоками автоматического управления с частотным преобразователем и входом 4-20 mA для пропорционального дозирования.
Дозировочные мембранные и плунжерные насосы Etatron 
Дозировочные насосы Etatron выпускаются в Италии и заслуженно считаются одними из лучших насосов представленных в России.
Насосы выпускаются двух типов: плунжерные (поршневые) и мембранные.
Возможно изготовление с электродвигателями на 220В и на 380В.
Остальные параметры и материалы проточной части аналогичные параметрам насосов Injecta (см. выше).—>
Цена электромагнитных насосов Injecta несколько выше цены аналогичных насосов Etatron, но это компенсируется наличием дополнительных функций и использованием шаровых клапанов, которые стоят дороже залипающих.
СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.
Как и у насосы Injecta, дозировочные насосы Etatron имеют несколько серий, позволяющих дозировать продукт по таймеру, по внешним сигналам 4-20 mA, от датчиков PH и Rx.
Головка насоса выполнена из фторопласта, мембрана из тефлона, клапаны («залипающие») из вайтона (возможна замена клапанов и прокладок на материал EPDM для работы со щелочными жидкостями).
В некоторых моделях есть возможность подключения датчика уровня для контроля уровня жидкости в заборном резервуаре и недопускания работы насоса «всухую».
В этом разделе собраны несколько серий мембранных дозировочных насосов: PKX, HF, BT-MA.
Насосы серии PKX отличаются более низкой ценой, по сравнению с насосами DLX, т.к. корпус головки изготовлен из полипропилена.
Насосы серии HF имеют повышенную производительность и могут дозировать жидкости с подачей от 40 до 140 л/час.
Перистальтические дозирующие насосы Etatron и Injecta предназначены для дозирования жидкостей, когда требуется низкая производительность.
Рабочим органом насоса является трубка из сантопрена (или другого материала, в зависимости от типа перекачиваемой жидкости), по которой катаются ролики. То есть принцип работы насоса очень прост, и как следствие, насосы обладают крайне высокой надежностью.
Подача дозировочных насосов лежит в диапазоне от 2,4 мл/час до 100 л/час.
Существуют модели с дозированием по таймеру или с пропорциональным дозированием по внешнему сигналу 4-20mA.
Также в этом разделе представлены промышленные перистальтические насосы для работы в диапазоне подач от 40 л/час до 60 м3/час.
Их тоже можно использовать в качестве дозаторов при комплектации приводом с частотным преобразователем.
СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.
Насосы этой фирмы давно известны в России своим высоким качеством и неприхотливостью в работе.
Насосы мембранные химические изготавливаются из следующих материалов:
— корпус насоса: алюминий, нержавеющая сталь, полиэтилен,
— мембраны и клапаны: тефлон, резина NBR, резина EPDM.
Конструкция насоса состоит всего из нескольких деталей, что позволяет легко разбирать насос для промывки и технического обслуживания, а также это повышает надежность конструкции насоса в целом.
Мембранные насосы позволяют перекачивать жидкости высокой вязкости (до 20 000 мПа*с), обладают самовсасыванием до 8 метров.
Патрубки насоса можно поворачивать вокруг своей оси на 180° для удобства монтажа трубопроводов.
СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.
Химические мембранные насосы FLUX изготавливаются в Германии и являются аналогами насосов ARO.
Конструкция насосов более сложная, чем у насосов Tapflo и Dellmeco (особенно воздушный клапан). Но это не препятствует большой популярности этих насосов в России.
Доступны материалы мембран и клапанов в большем ассортименте.
Насосы изготавливаются из следующих материалов:
— корпус насоса: алюминий, нержавеющая сталь, полипропилен,
— мембраны и клапаны: тефлон, резина NBR, резина EPDM, неопрен, сантопрен, фторопласт
Насосы английской фирмы Dellmeco конструктивно схожи с насосами Tapflo (клапаны и мембраны насосов являются взаимозаменяемыми).
Отличительной особенностью насосов является применение воздушного клапана из пластика.
Это дает следующие преимущества перед стандартным воздушным клапаном Tapflo:
— клапан менее подвержен коррозии от воздуха, который может содержать пары растворителей кислот и т.п.
— при прорыве мембраны и попадании жидкости в клапан, его возможно восстановить (в большинстве случаев), в отличие от бронзового клапана, который просто разъест кислотой или щелочью.
Также большим преимуществом насосов Dellmeco является цена, которая заметно ниже цены насосов Tapflo.
Невыполнение требований по перекачке AdBlue может привести к изменению ее химических свойств и быстрому выходу из строя насоса (из-за отложений на рабочих поверхностях).
В этом разделе мы разместили наиболее востребованное и недорогое оборудование для работы c AdBlue.
Поставляются как с электро, так и с пневмоприводом. На складе всегда имеются в наличии насосы с глубиной погружения 700 мм, 1000 мм и 1200 мм для перекачивания из канистр, бочек 200 литров и еврокубов.
Все бочковые насосы могут комплектоваться шлангами, раздаточными пистолетами, адаптерами для установки в отверстие бочки, настенными держателями а также расходомерами.
СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.
На складе представлены в наличии насосы с глубиной погружения 70 мм, 1000 мм и 1200 мм. Насосы другой длины поставляются под заказ.
СКЛАДСКАЯ ПРОГРАММА. Официальный дилер.