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化工泵選型摘要
        

    化工泵選型摘要
 
    石油化學工業在國民經濟中占據非常重要的位置,化工流程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,我們應如何選型?應重點注意哪些方面?…等等顯得尤為重要。現結合公司相關產品特點以及個人的膚淺認識對常用化工泵的選型做一點簡要評述,希望能有益于同仁在該領域更好地開展工作。

    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(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(20號合金)制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能,采用襯氟泵(F46)是一種更為經濟的選擇。公司適用產品有: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  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。公司適用產品有:IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQ聚丙烯磁力泵(或氟塑料磁力泵)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:DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵、DFCZ流程泵、DFLZP自吸化工泵、IH化工泵、CQB磁力泵等,材料為304。

    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。公司各類化工泵都有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,酯類介質有各種甲酯、乙酯等,醚類介質有甲醚、****、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

    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)。目前公司有DFCZ型化工流程泵、GRG高溫管道泵以及HPK熱水循環泵(正在開發)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)。目前公司只有DFAY離心油泵使用溫度能夠達到420℃(正在開發)。

    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。

    (注:美國石油學會API 610第八版對機械密封和管路系統的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規定)

    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,建議選用螺桿泵,公司DFGG單螺桿泵適用介質粘度可達1000000cst。

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