耐腐蝕泵材質的選型技術方法

耐腐蝕泵    時間:2014-03-13 10:26:51
耐腐蝕泵材質的選型技術方法簡介
  一直以來,腐蝕就是化工設備最頭痛的危害之一,稍有不慎,輕則損壞設備,重則造成事故甚至引發災難。據有關統計,化工設備的破壞約有60%是由於腐蝕……
耐腐蝕泵材質的選型技術方法正文

一直以來,腐蝕就是化工設備最頭痛的危害之一,稍有不慎,輕則損壞設備,重則造成事故甚至引發災難。據有關統計,化工設備的破壞約有60%是由於腐蝕引起的,因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學性。通常有一種誤區,認為不鏽鋼是“萬能材料",不論什麼介質和環境條件都捧出不鏽鋼,這是很危險的。下面針對一些常用化工介質談談選材的要點:
1.硫酸作為強腐蝕介質之一,硫酸是用途非常廣泛的重要工業原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大,對於濃度在80%以上、溫度小於80℃的濃硫酸,碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性,例如:GBW型濃硫酸離心泵但它不適合高速流動的硫酸;普通不鏽鋼如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)對硫酸介質也用途有限。因此輸送硫酸的泵閥通常採用高硅鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不鏽鋼(20號合金)製造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能,採用襯氟泵(F46)是一種更為經濟的選擇。例如:氟塑料合金磁力泵,強耐腐蝕離心泵,氟塑料離心泵,塑料隔膜泵,化工離心泵
2.鹽酸決大多數金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不鏽鋼材料),含鉬高硅鐵也僅可用於50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反,絕大多數非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性,所以內襯橡膠泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的最好選擇。例如:工程塑料磁力泵氟塑料化工泵強耐腐蝕離心泵氟塑料離心泵氣動塑料隔膜泵
3.硝酸一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不鏽鋼是應用最廣的耐硝酸材料,對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性,值得一提的是含鉬的不鏽鋼(如316、316L)對硝酸的耐蝕性不僅不優於普通不鏽鋼(如304、321),有時甚至不如。而對於高溫硝酸,通常採用鈦及鈦合金材料。例如:不鏽鋼離心泵不鏽鋼耐腐蝕離心泵,不鏽鋼自吸泵,不鏽鋼自吸排污泵不鏽鋼化工泵立式化工離心泵不鏽鋼磁力泵自吸式磁力泵
4.醋酸它是有機酸中腐蝕性最強的物質之一,普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐蝕,不鏽鋼是優良的耐醋酸材料,含鉬的316不鏽鋼還能適用於高溫和稀醋酸蒸汽。對於高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質等苛刻要求時,可選用高合金不鏽鋼或氟塑料泵。例如:IH型化工離心泵ZXP自吸泵ZWP型自吸排污泵ISWH不鏽鋼離心泵IHG型化工離心泵CQ型磁力驅動泵ZCQ型自吸式磁力泵
5.鹼(氫氧化鈉)鋼鐵廣泛應用於80℃以下、30%濃度內的氫氧化鈉溶液,也有許多工廠在100℃、75%以下時仍採用普通鋼鐵,雖然腐蝕增加,但經濟性好。普通不鏽鋼對鹼液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優點,只要介質中容許少量鐵份摻入不推薦採用不鏽鋼。對於高溫鹼液多採用鈦及鈦合金或者高合金不鏽鋼。
6.氨(氫氧化氨)大多數金屬和非金屬在液氨及氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅和銅合金不宜使用。
7.鹽水(海水)普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、鹹水中腐蝕率不太高,一般須採用塗料保護;各類不鏽鋼也有很低的均勻腐蝕率,但可能因氯離子而引起局部性腐蝕,通常採用316不鏽鋼較好。
8.醇類、酮類、酯類、醚類常見的醇類介質有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮類介質有丙酮、丁酮等,酯類介質有各種甲酯、乙酯等,醚類介質有甲醚、乙醚、丁醚等,它們基本沒有腐蝕性,常用材料均可適用,具體選用時還應根據介質的屬性和相關要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性,在選擇密封材料時避免出錯。
還有許多其它介質不能在此一一介紹,總之在選材時切不可隨意和盲目,應多查閱相關資料或借鑒成熟經驗。
冷卻問題
高溫介質的輸送對泵的結構、材料以及輔助系統提出了更高要求,下面談一談不同的溫度變化對冷卻的要求以及公司適用泵型:
1.對於溫度低於120℃的介質,通常不設置專門的冷卻系統,多採用本身介質來潤滑和冷卻。像ISWH不鏽鋼化工泵、DFLWPH屏蔽化工泵超過90℃時屏蔽電機的防護等級應採用H級;而ISH化工泵和IH型化工泵由於採用了懸架結構可使溫度上限達到140℃~160℃;IHF型襯氟泵最高使用溫度可達200℃;只有CQB型磁力驅動泵使用溫度不超過100℃。值得一提是對於易結晶或含有顆粒的介質應配有密封面沖洗管路(設計時均留有介面)。
2.對於120℃以上、300℃以內的介質,一般在泵蓋上須設有冷卻腔,密封室也應接通冷卻液(須配雙端面機械密封),當不允許冷卻液滲入介質中時,應採取將本身介質冷卻後接入(可通過簡易熱交換器實現)。
3.對於300℃以上的高溫介質,不僅泵頭部分需要冷卻,懸架軸承室也應設有冷卻系統,泵結構一般為中心支承形式,機械密封最好採用金屬波紋管型,但價格高(價格是普通機封的10多倍)。
密封問題
無泄漏是化工設備的永遠追求,正是這種要求促成了磁力泵和屏蔽泵的應用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走,比如磁力泵隔離套和屏蔽泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題、靜密封的可靠性問題等等。現就密封方面的一些基本情況簡單介紹如下:
1.密封形式對於靜密封來說,通常只有密封墊和密封圈兩種形式,而密封圈又以O型圈應用最廣;對於動密封,化工泵很少採用填料密封,以機械密封為主,機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型適用於高壓介質的密封(通常指壓力大於1.0MPa),雙端面機封主要用於高溫、易結晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發的介質,雙端面機封應向密封腔中注入隔離液,其壓力一般高於介質壓力0.07~0.1MPa。
2.密封材料化工泵靜密封的材料一般採用氟橡膠,特殊情況才採用聚四氟材料;機械密封動靜環的材料配置較為關鍵,並不是硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方面,兩者沒有硬度差也並不合理,所以最好根據介質特點區別對待。
介質的粘度對泵的性能影響是很大的,當粘度增加時,泵的揚程曲線下降,最佳工況的揚程和流量均隨之下降,而功率則隨之上升,因而效率降低。一般樣本上的參數均為輸送清水時的性能,當輸送粘性介質時應進行換算(不同粘度的修正係數可查閱相關換算圖表)。對於粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送,建議選用螺桿泵。    

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