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关于化工泵选型
2011-05-21
关于化工泵选型
石油化学工业在国民经济中占据非常重要的位置，化工流程泵作为关键配套设备也越来越受到人们的关注。由于化工介质的特性错综复杂，加之用户的要求不断提高，作为生产厂家，我们应如何选型？应重点注意哪些方面？…等等显得尤为重要。现结合公司相关产品特点以及个人的肤浅认识对常用化工泵的选型做一点简要评述，希望能有益于同仁在该领域更好地开展工作。
耐腐蚀问题
一直以来，腐蚀就是化工设备头痛的危害之一，稍有不慎，轻则损坏设备，重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计，化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的，因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区，认为不锈钢是“万能材料”，不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢，这是很危险的。下面针对一些常用化工介质谈谈选材的要点：
1.硫酸 作为强腐蚀介质之一，硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大，对于浓度在80%以上、温度小于80℃的浓硫酸，碳钢和铸铁有较好的耐蚀性，但它不适合高速流动的硫酸,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。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁（铸造及加工难度大）、高合金不锈钢（20号合金）制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能，采用衬氟泵（F46）是一种更为经济的选择。公司适用产品有：IHF衬氟泵、PF(FS)强耐腐蚀离心泵、CQB-F氟塑料磁力泵等。
2.盐酸 决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀（包括各种不锈钢材料），含钼高硅铁也仅可用于50℃、30%以下盐酸。和金属材料相反，绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性，所以内衬橡胶泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是输送盐酸的选择。公司适用产品有：IHF衬氟泵、PF(FS)强耐腐蚀离心泵、CQ聚丙烯磁力泵（或氟塑料磁力泵）等。
3.硝酸 一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏，不锈钢是应用广泛的耐硝酸材料，对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性，值得一提的是含钼的不锈钢（如316、316L）对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢（如304、321），有时甚至不如。而对于高温硝酸，通常采用钛及钛合金材料。公司适用产品有：IHG、ISWH化工泵、PHG屏蔽化工泵、CZ流程泵、IH化工泵、CQB磁力泵等，材料为304、316、316L。
4.醋酸 它是有机酸中腐蚀性强的物质之一，普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀，不锈钢是优良的耐醋酸材料，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等苛刻要求时，可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。
5.碱（氢氧化钠） 钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液，也有许多工厂在100℃、75%以下时仍采用普通钢铁，虽然腐蚀增加，但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点，只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。公司一般铸铁泵均可用于常温低浓度碱液，特殊要求时可采用各类不锈钢泵或氟塑料泵。
6.氨（氢氧化氨） 大多数金属和非金属在液氨及氨水（氢氧化氨）中的腐蚀都很轻微，只有铜和铜合金不宜使用。公司产品大多适用于氨及氨水的输送。
7.盐水（海水） 普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高，一般须采用涂料保护；各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率，但可能因氯离子而引起局部性腐蚀，通常采用316不锈钢较好。公司各类化工泵都有316材料配置。
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，酯类介质有各种甲酯、乙 酯等，醚类介质有甲 醚、乙 醚、丁 醚等，它们基本没有腐蚀性，常用材料均可适用，具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封材料时避免出错。
还有许多其它介质不能在此一一介绍，总之在选材时切不可随意和盲目，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、材料以及辅助系统提出了更高要求，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℃的介质，通常不设置专门的冷却系统，多采用本身介质来润滑和冷却。像IHG、ISWH化工泵、PHG屏蔽化工泵(超过90℃时屏蔽电机的防护等级应采用H级)；而CZ普通型和IH化工泵由于采用了悬架结构可使温度上限达到140℃~160℃；IHF衬氟泵使用温度可达200℃；只有CQB普通磁力泵使用温度不超过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（设计时均留有接口）。
2.对于120℃以上、300℃以内的介质，一般在泵盖上须设有冷却腔，密封室也应接通冷却液（须配双端面机械密封），当不允许冷却液渗入介质中时，应采取将本身介质冷却后接入（可通过简易热交换器实现）。目前公司有CZ型化工流程泵、GRG高温管道泵以及LQRY热水循环泵（正在开发）可供选用，另外CQB-G高温型磁力泵可用于280℃以内的高温介质。
3.对于300℃以上的高温介质，不仅泵头部分需要冷却，悬架轴承室也应设有冷却系统，泵结构一般为中心支承形式，机械密封采用金属波纹管型，但价格高（价格是普通机封的10多倍）。目前公司只有2CY\LQRY离心油泵使用温度能够达到420℃（正在开发）。
密封问题
无泄漏是化工设备的永远追求，正是这种要求促成了磁力泵和屏蔽泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走，比如磁力泵隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。现就密封方面的一些基本情况简单介绍如下：
1.密封形式 对于静密封来说，通常只有密封垫和密封圈两种形式，而密封圈又以O型圈应用广泛；对于动密封，化工泵很少采用填料密封，以机械密封为主，机械密封又有单端面和双端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型适用于高压介质的密封（通常指压力大于1.0MPa），双端面机封主要用于高温、易结晶、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，其压力一般高于介质压力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材料；机械密封动静环的材料配置较为关键，并不是硬质合金对硬质合金，价格高是一方面，两者没有硬度差也并不合理，所以根据介质特点区别对待。
（注：美国石油学会API 610第八版对机械密封和管路系统的典型配置在附录D中有比较详尽的规定）
粘度问题
介质的粘度对泵的性能影响是很大的，当粘度增加时，泵的扬程曲线下降，工况的扬程和流量均随之下降，而功率则随之上升，因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能，当输送粘性介质时应进行换算（不同粘度的修正系数可查阅相关换算图表）。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，公司G单螺杆泵适用介质粘度可达1000000cst。
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