石油化學工業在國民經濟中占據非常重要的位置,化工(gōng)泵作為關鍵配套設備也越來(lái)越受到人們的關注。由(yóu)於化工介(jiè)質(zhì)的特性錯綜複(fù)雜,加之用戶(hù)的要求不斷提高,作為生產廠家(jiā),我們應如何選型?應重點注意哪些方麵?等等顯得尤為重要。現結合(hé)公司相關產品特點以及個人的膚(fū)淺認識對常用化(huà)工泵的選型做一點簡(jiǎn)要評述,希望(wàng)能有益於同仁在該領域更(gèng)好地開展工作。
關於(yú)化(huà)工泵的選型解析
耐腐蝕問題
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(chóng)則造成事故甚至引(yǐn)發災難。據有(yǒu)關統計,化工設備的破壞約有60%是由(yóu)於(yú)腐蝕引起的(de),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(bú)鏽鋼是“萬(wàn)能材料”,不論什麽(me)介質和環境條件都捧出(chū)不鏽鋼,這是很危險(xiǎn)的(de)。下麵針對一(yī)些常用(yòng)化工介質談談選材的要點:
1.硫酸 作為強腐蝕(shí)介質之一,硫酸是(shì)用途非常廣泛的重要(yào)工業原料。不同濃度和溫度的硫酸對(duì)材料的腐蝕差別較大,對於濃度在(zài)80%以上、溫度(dù)小於80℃的濃硫酸(suān),碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性,但(dàn)它不適合高速流動的硫酸,不適用作泵閥的材料;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(liú)酸的泵閥通常采用高矽鑄(zhù)鐵(tiě)(鑄造及加(jiā)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(suān)性能,采用襯氟泵(F46)是一種更為經(jīng)濟的選擇。公司適用(yòng)產品有:IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQB-F氟塑料磁力泵等。
2.鹽酸(suān) 決(jué)大多數金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不鏽鋼材料),含鉬高矽鐵也僅可用於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(sù)料泵(如聚丙(bǐng)烯、氟塑料(liào)等)是輸送鹽酸的最好選擇。公司適用產品有:IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQ聚丙(bǐng)烯磁力泵(或氟塑(sù)料磁力泵)等。
3.硝酸(suān) 一般(bān)金屬大多在硝酸中被迅(xùn)速腐蝕破壞,不鏽鋼是應用最廣(guǎng)的耐(nài)硝(xiāo)酸(suān)材料,對常(cháng)溫下一切濃度的硝酸都有良好(hǎo)的耐蝕性,值得一提的是含鉬(mù)的不鏽鋼(如(rú)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(xiāo)酸,通常采用鈦及(jí)鈦合金材料。公司適用產品有:IHG、ISWH化工泵、PHG屏蔽化工泵(bèng)、CZ流程泵、IH化工泵、CQB磁(cí)力泵等,材料為304、316、316L。
4.醋酸 它(tā)是有機酸中腐蝕性最強的物質之一,普通鋼鐵在一(yī)切濃度和溫度(dù)的醋(cù)酸中都會嚴重腐蝕,不鏽鋼是優良(liáng)的耐醋酸材(cái)料,含(hán)鉬的316不鏽鋼(gāng)還能適用於高溫和稀醋酸蒸汽。對(duì)於高溫高(gāo)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(huò)氟塑料泵。
5.堿(氫氧化鈉) 鋼鐵(tiě)廣泛應用於80℃以下、30%濃度內的氫氧化鈉溶液,也有(yǒu)許多工廠在100℃、75%以下時仍(réng)采用普通鋼鐵,雖然腐蝕增加,但經濟性好。普通不鏽鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優點,隻要介質中容許少量鐵(tiě)份摻入(rù)不推薦采用不鏽鋼。對於(yú)高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合(hé)金不鏽鋼(gāng)。公司一般鑄鐵泵均可用於常溫低濃度堿液,特殊要求時可采用各類(lèi)不鏽鋼泵或(huò)氟塑料(liào)泵。
6.氨(氫(qīng)氧化氨(ān)) 大多(duō)數金屬和非金屬在液氨及氨(ān)水(氫氧化氨)中(zhōng)的腐蝕都很輕微,隻有銅和銅合金不宜使用。公司產品大多(duō)適用於氨及氨水(shuǐ)的輸送。
7.鹽(yán)水(shuǐ)(海水) 普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、鹹水中腐蝕率(lǜ)不太高(gāo),一般須采用塗料保護;各類不鏽鋼也有很低的均勻腐蝕率,但可能因(yīn)氯(lǜ)離子而引(yǐn)起局部性腐(fǔ)蝕,通常采用316不鏽鋼較好。公司各(gè)類化工泵都有316材料配置。
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(lèi)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(qiú)做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯(zhǐ)、醚對多種橡膠有溶解性(xìng),在選擇密封材料時避免出錯。
還有許多其(qí)它介質不能在此一(yī)一介紹,總之在選材時切不可隨意和盲目,應多查(chá)閱相關資料或借鑒成熟經驗。
冷卻問(wèn)題(tí)
高溫介質的輸送對泵的結構、材料以及輔助係統提出了更高要求,下麵談(tán)一談不同的(de)溫度變化對冷卻的要求以及公司適用泵(bèng)型:
1.對於溫度低於120℃的介質,通常不設置專門的冷卻係統,多采用(yòng)本身介(jiè)質來潤滑和冷卻。像IHG、ISWH化工泵、PHG屏蔽(bì)化工泵(bèng)(超過90℃時(shí)屏(píng)蔽電機的(de)防護等級應采用H級);而CZ普(pǔ)通型和IH化工泵由(yóu)於采用(yòng)了懸架結構可使溫度上限達到140℃~160℃;IHF襯(chèn)氟泵(bèng)最高使用溫度可達200℃;隻有CQB普通磁力泵使用溫度不超過100℃。值得(dé)一提是對於易結晶或含有顆粒的介質應配有密封麵衝洗管路(設計時均(jun1)留有接口)。
2.對(duì)於120℃以上、300℃以內的(de)介質,一般在泵蓋上(shàng)須設(shè)有冷卻腔,密封室也應接通冷卻液(yè)(須配雙端麵機(jī)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後(hòu)接入(可通過簡易熱交換器實現)。目前公司(sī)有CZ型(xíng)化工流程泵、GRG高溫管道泵以及LQRY熱水循環泵(正在開發)可供選用(yòng),另外CQB-G高溫型磁力泵可用(yòng)於280℃以內的高溫介質。
3.對於300℃以上的高溫介質(zhì),不僅泵頭部分需要冷卻,懸架軸承室也應設有冷卻係統,泵結構一般為中心支承形式(shì),機械(xiè)密封最(zuì)好采用金屬波(bō)紋管型(xíng),但價格高(價格是普(pǔ)通機封的10多倍)。目前公司隻有2CY\LQRY離心(xīn)油泵使用溫度能夠達到420℃。
密封問題
無泄漏是化工設(shè)備的永遠追求,正是這種要(yào)求促成了磁力泵和屏蔽泵的應用日益(yì)擴展。然而(ér)真正做到無泄漏還有很長(zhǎng)的路要走,比如磁力泵隔(gé)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(fēng)方麵的一些基本情況簡單介紹如下:
1.密封形式 對於靜(jìng)密封來說(shuō),通常隻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,化工泵很少采用填料密封,以機械密封為主,機(jī)械密封又有單端麵和雙端麵、平衡型和非平衡型(xíng)之分,平衡型適用於高壓介質的密封(fēng)(通常指壓力大於1.0MPa),雙端麵機封主要用於高溫、易(yì)結晶、有粘度、含顆粒以及(jí)有(yǒu)毒揮發的介質,雙端麵機封應(yīng)向密封腔中注入隔離液,其壓力(lì)一般高於介質壓力0.07~0.1MPa。
2.密封材料 化工泵(bèng)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(huán)的(de)材料配置較為關鍵,並不是(shì)硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方麵,兩者沒有硬度差也並不合理,所以最好根據介質特點(diǎn)區別(bié)對待。
(注:美國石油學會API 610第八版對機械密封和管(guǎn)路係統(tǒng)的典型配置在附錄(lù)D中有比較詳盡的(de)規定)
粘度(dù)問題
介質的粘度對泵的(de)性能影響是很大的(de),當粘度增加時,泵的(de)揚程曲線下降,最佳工況的揚程和流量均隨之下降,而功率(lǜ)則隨之上升,因而效率降(jiàng)低。一般樣本上的參數均(jun1)為輸送清水時的性能,當(dāng)輸送粘性介質時應(yīng)進行換算(不同粘度的修正係數可查閱相關換算圖表(biǎo))。
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