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淺談化工泵的選用
發布時間:11/11/2011
        

  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%是由于腐蝕引起的,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,認為不銹鋼泵是“萬能材料”,不論什么介質和環境條件都捧出不銹鋼泵,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,對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸,碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性,但它不適合高速流動的硫酸,不適用作泵閥的材料;普通不銹鋼如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采用高硅鑄鐵泵(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼泵(20號合金)制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能,采用襯氟泵(F46)是一種更為經濟的選擇。

2.鹽酸

  決大多數金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不銹鋼材料),含鉬高硅鐵也僅可用于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。

3.硝酸

  一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不銹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銹鋼(如316、316L)對硝酸的耐蝕性不僅不優于普通不銹鋼(如304、321),有時甚至不如。而對于高溫硝酸,通常采用鈦及鈦合金材料。

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,不銹鋼是優良的耐醋酸材料,含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質等苛刻要求時,可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。

5.堿(氫氧化鈉)

  鋼鐵廣泛應用于80℃以下、30%濃度內的氫氧化鈉溶液,也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵,雖然腐蝕增加,但經濟性好。普通不銹鋼對堿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采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。

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、咸水中腐蝕率不太高,一般須采用涂料保護;各類不銹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,通常采用316不銹鋼較好。

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。

冷卻問題對化工泵選擇的影響

  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.對于溫度低于120℃的介質,通常不設置專門的冷卻系統,多采用本身介質來潤滑和冷卻。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超過90℃時屏蔽電機的防護等級應采用H級);而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了懸架結構可使溫度上限達到140℃~160℃;IHF襯氟泵最高使用溫度可達200℃;只有CQB普通磁力泵使用溫度不超過100℃。值得一提是對于易結晶或含有顆粒的介質應配有密封面沖洗管路(設計時均留有接口)。

2.對于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,應采取將本身介質冷卻后接入(可通過簡易熱交換器實現)。
3.對于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,機械密封最好采用金屬波紋管型,但價格高(價格是普通機封的10多倍)。

密封問題對化工泵選擇的影響

  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 對于靜密封來說,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;對于動密封,化工泵很少采用填料密封,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,平衡型適用于高壓介質的密封(通常指壓力大于
1.0MPa),雙端面機封主要用于高溫、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,其壓力一般高于介質壓力0.07~0.1MPa。

2.密封材料 化工泵靜密封的材料一般采用氟橡膠,特殊情況才采用聚四氟材料;機械密封動靜環的材料配置較為關鍵,并不是硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方面,兩者沒有硬度差也并不合理,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(不同粘度的修正系數可查閱相關換算圖表)。對于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送,建議選用螺桿泵。

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