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化工泵常見問題分析與選型方法

化工泵常見問題分析與選型方法
       化工行業在國民經濟中占據非常重要的位置,而化工泵作為關鍵配套設備也越來越受到人們的關注。由于化工介質的特性錯綜復雜,加之用戶的要求不斷提高,作為生產廠家,如何為客戶選型、應重點注意哪些方面顯得尤為重要。我們結合多年來的經驗就華工泵選型常見的問題給出一些參考:化工設備選型需要注意以下幾點:1,介質及介質濃度和黏度。2,使用工況的溫度。3,有無雜質,如果有雜質顆粒的大小,軟硬度和濃度。4,流量和揚程。這幾點都是比較重要的條件,需方廠家盡量提供已知的參數,這樣方便我們作出正確的選型。
下面就一些常見的問題作一個簡單的經驗總結:
◆ 腐蝕問題
       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,認為不銹鋼是“萬能材料”,不論什么介質和環境條件都捧出不銹鋼,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,對于濃度在90%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(但鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(20號合金)制造。氟塑料具有很好的耐濃硫酸性能,如:F46,F26,F50等,采用氟泵是一種更為經濟的選擇。而當硫酸濃度低于70%,溫度不超過80度時,則又可以選擇更為經濟的材料:超高分子量聚乙烯(UHMWPE),在沒有雜質的工礦下適用產品有:IHF襯氟泵、FSB氟塑料合金離心泵、FSJB型反吸式離心泵,CQB-F氟塑料磁力泵等。含義有雜質的工礦下可以選用MFU型沙漿泵,UHB-ZK型沙漿泵,IWF型后吸式離心泵,需要自吸的可選擇FZB型氟塑料自吸泵。陶瓷也是耐硫酸腐蝕的優良材料,但使用需要注意急變溫差不能超過50度,否則陶瓷容易破裂。
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,所以各種塑料泵(如聚丙烯、超高分子量聚乙烯、氟塑料等)和陶瓷泵是輸送鹽酸的最好選擇。適用產品有:IHF襯氟泵、FSB強耐腐蝕離心泵、CQF聚丙烯磁力泵(或氟塑料磁力泵)、UHB-ZK沙漿泵,IWF型后吸式離心泵、FTB型陶瓷泵等。
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。公司適用產品有:CZ流程泵、ZA化工泵、IH化工泵、AFB耐腐蝕泵,CQB磁力泵等,材料為304或904以上,氟塑料也是耐硝酸的優良材料,所以,很多廠家選用我公司的FSB型氟塑料合金泵。
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。公司一般鑄鐵泵均可用于常溫低濃度堿液,特殊要求時可采用各類不銹鋼泵或氟塑料泵。

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。公司產品大多適用于氨及氨水的輸送。
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。
◆ 溫度問題 
     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. 對于溫度低于105℃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ZA化工泵、而CZ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℃,通過技術改進后溫度還可提高到380度以上;FSB,IHF襯氟泵理論最高使用溫度可達150℃,考慮到泵高速運轉,實際使用溫度應小于120℃;而使用工程塑料的UHB,MFU,IWF和CQB普通磁力泵使用溫度不應超過80℃。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)或使用動力密封形式。 

     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)。目前公司有CZ型和ZA型化工流程泵、IHR,IWB,IWS等型號的泵可供選用,另外CQB-G高溫型磁力泵可用于280℃以內的高溫介質。

     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 

     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,比如磁力泵隔離套壽命問題、材料的孔蝕問題、靜密封的可靠性問題等等?,F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。
◆ 粘度問題 
     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,建議選用液下泵,螺桿泵,隔膜泵等。

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