一直以来,腐蚀就是(shì)化工设备最头痛的危害之一,稍有不慎,轻则损坏设备,重则(zé)造成事故甚(shèn)至引发灾难(nán)。据有关统计,化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的,因此在化工泵选型(xíng)时首先(xiān)要注意选材的科学性。通常有一种(zhǒng)误区,认为不锈钢是(shì)“万能(néng)材料”,不论(lùn)什么介质和环境条件都捧出不锈钢,这是很危(wēi)险的。下面(miàn)针对一些常用化工介质谈(tán)谈选材的要点:
1.硫酸 作(zuò)为强腐蚀介质之(zhī)一,硫酸是用途非常(cháng)广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的(de)腐蚀差别较大,对于浓度在80%以上(shàng)、温度小于80℃的浓硫酸,碳钢和铸铁有较好的耐蚀性,但它不(bú)适合高速流动的(de)硫酸,不适用作泵阀的材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸(suān)的泵阀通常采用高硅铸(zhù)铁(铸造(zào)及加(jiā)工难度(dù)大)、高合金(jīn)不锈钢(20号合金)制造。氟塑料具有(yǒu)较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵(F46)是一(yī)种更为经济的选择(zé)。
2.盐酸 决大多数金属(shǔ)材料都不耐盐酸腐蚀(shí)(包括各种不锈钢材料),含钼高硅(guī)铁也仅可用(yòng)于50℃、30%以下盐酸。和金属材(cái)料相反,绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的(de)耐腐蚀性,所以内衬橡胶(jiāo)泵(bèng)和塑(sù)料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。
3.硝酸 一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏,不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常(cháng)温下一切浓度的硝酸都有良好的(de)耐蚀性,值得一提的是含钼的不锈钢(如316、316L)对硝酸的耐蚀性不(bú)仅(jǐn)不优于普通不锈钢(如304、321),有时甚至不如(rú)。而对(duì)于高温硝酸,通常采用钛及钛合金(jīn)材料。
4.醋酸 它是有(yǒu)机酸(suān)中腐蚀性最强的物质之一,普通钢铁在一切(qiē)浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀,不锈钢(gāng)是(shì)优良的耐醋酸材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质(zhì)等苛刻要(yào)求时(shí),可选用高合金不(bú)锈钢或氟塑料泵。
5.碱(氢氧化钠) 钢铁广泛应用于80℃以(yǐ)下、30%浓度内的氢氧化钠(nà)溶液,也有许多(duō)工厂在100℃、75%以下(xià)时仍采(cǎi)用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与(yǔ)铸铁(tiě)相比没有明显优点,只要介质中容许少量铁份掺入不推(tuī)荐(jiàn)采用(yòng)不锈钢。对于高温碱液(yè)多采用钛及钛(tài)合金或(huò)者高合金(jīn)不锈钢。
6.氨(氢氧化(huà)氨) 大多数金属(shǔ)和非金属在液氨及氨水(氢氧化氨)中(zhōng)的腐蚀都很轻微,只有(yǒu)铜和铜合金不宜使用。
7.盐水(海水) 普通钢(gāng)铁在氯化钠(nà)溶液和海水(shuǐ)、咸水中腐蚀率不(bú)太高,一般(bān)须采(cǎi)用涂料保护;各类不锈钢也有很低的(de)均匀(yún)腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用(yòng)316不锈钢较好。
8.醇类、酮类、酯类、醚类 常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮类介质有丙酮、丁酮等(děng),酯类介质有各种甲酯、乙酯等,醚类(lèi)介质有甲醚、乙醚、丁醚(mí)等,它们基本没有腐蚀性,常用材料(liào)均可适用,具体选用时还(hái)应根据(jù)介质的属性和相关要求做出(chū)合理选择。另外值得注意的(de)是酮、酯、醚(mí)对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。
还有许多其(qí)它介质不能在此一一介绍,总之在选材时切不可随(suí)意(yì)和盲目,应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。
冷却问题
高温介质的输送对泵的结构、材料以及辅助系(xì)统(tǒng)提出了(le)更(gèng)高要求,下面谈一谈不同的温度变化对冷却的要求以及公司适用泵型:
1.对于温度低于120℃的介(jiè)质,通常不设置专门的冷却系统(tǒng),多采(cǎi)用本身介质来润滑和冷却(què)。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超过90℃时屏蔽电机的防(fáng)护等级应采用H级);而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了悬架结构可使温度上限达(dá)到140℃~160℃;IHF衬氟泵最高使用温度可达200℃;只有CQB普通(tōng)磁力泵使用(yòng)温度不超过100℃。值得一提是对于易结晶或含有颗粒的介质应配有密封面冲洗管路(设计时(shí)均留有接口)。
2.对于120℃以(yǐ)上、300℃以内的介质,一般在泵盖上须(xū)设有冷却腔,密封(fēng)室也应接通冷却液(须(xū)配双端面机械密封),当(dāng)不允许冷却液渗入介质中时,应采取将本身(shēn)介(jiè)质冷却后接入(可(kě)通过简易热交换器实(shí)现)。
3.对于300℃以上的高(gāo)温介质,不仅泵(bèng)头部(bù)分需要冷却,悬架轴承室也应设有冷却系统,泵结构一(yī)般为中心支承形式,机械密封最好(hǎo)采(cǎi)用金属波纹(wén)管型,但(dàn)价格高(价格是普通机封的10多(duō)倍)。
密封问题
无泄漏是化工设备的永远追求(qiú),正是这(zhè)种要求(qiú)促成了磁力泵和屏蔽泵的应用日(rì)益扩展。然而真正(zhèng)做到无泄漏还有很长的路要走,比如磁(cí)力泵隔离(lí)套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、材料的孔蚀问题(tí)、静密(mì)封的可靠(kào)性问题等等。现就(jiù)密封方面的一些基本情况(kuàng)简单介绍如(rú)下:
1.密封形式 对于(yú)静密封来说,通常只有密封垫和密封圈(quān)两种形式,而(ér)密封(fēng)圈又以O型圈应用(yòng)最广;对于(yú)动密封,化(huà)工泵(bèng)很少采用填料密封,以机械密封为主,机械密封又(yòu)有单端面和双端面(miàn)、平(píng)衡型和非平衡型之分,平衡型适用于高压介质的密封(通(tōng)常指压力大于1.0MPa),双端(duān)面机封主要用于高温、易(yì)结晶、有粘度、含颗粒以及有毒挥发的介质,双端面机封应向密封腔中注入隔离液,其压力一(yī)般(bān)高(gāo)于介质压力0.07~0.1MPa。
2.密封材料 化工泵静密封的材料一般采用氟橡胶,特殊情况才采用聚四氟(fú)材(cái)料;机械密封动静环的材料配置较为关键,并(bìng)不是硬质合金对硬质合金就最好,价格高是一方面,两者没有硬度差也并不合理,所以最好根据介质特点区别对待。
介质的粘度对(duì)泵的性能影响是很大的,当粘度增加时,泵的扬程曲线下降,最佳工况的扬(yáng)程和流量均随之下降,而功率则(zé)随之上(shàng)升,因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时(shí)的(de)性能,当输送(sòng)粘性介质时应进行换算(不同粘(zhān)度的修正系数可查阅相关换算(suàn)图表(biǎo))。对于粘度较高的浆类、膏类及粘稠液的输送,建议选用螺杆泵。
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