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泵用材料選擇應考慮因素、幾款常用材料及填料材料

泵用材料選擇時應考慮的因素

一、介質的腐蝕性。 材料對於介質的耐腐蝕性是有一定的範圍的。 例如耐酸鋼1Cr18Ni9, 耐中、稀濃度的硝酸或有機酸的腐蝕, 但是不耐稀硫酸的腐蝕;

二、電化學腐蝕。 在泵的整個流道最好採用相同的金屬材料;

三、介質溫度。 材料在很低的溫度下性脆, 在高溫時會產生蠕變;某種材料能耐常溫的某種介質的腐蝕, 但是不耐高溫時該介質的腐蝕;材料性能應能滿足所輸送介質溫度的要求;

四、經濟性。 在設計或使用中的高材低用或耐蝕材料當不耐蝕材料採用都是不經濟的;

五、固體顆粒的耐磨性。 介質中含有磨料性的固體顆粒時, 應採用耐磨的材料;

六、材料間的咬合性。 對於有相對運動的零件。 如軸與軸套、螺栓與螺母、葉輪密封環與泵體密封環、平衡盤與平衡板等, 在選擇材料時應使兩零件材料的硬度有些差別, 否則在裝卸或運轉中容易相互咬住或擦傷。

七、同一零件上溫差的大小口在工作時同一位置的溫度相差很大的零件, 例如熱油泵填料函冷卻水套與泵體相接的地方, 與介質接觸的泵體溫度高, 膨脹大;與冷卻水接觸的冷卻套外周溫度低, 膨脹小。 這樣的零件宜採用塑性好的材料。 以免運轉中由幹膨脹不同而產生裂紋;

八、高速液流通過的地方。 高揚程泵的葉輪葉片, 導葉葉片進門邊,

單級揚程很高的密封套, 高揚程泵平衡套、平衡盤和平衡板等處應採用耐沖刷的材料(鉻不銹鋼或鉻鎳耐酸鋼)。

九、需要焊接的零件口在鑄造、加工及使用過程中需要補焊的零件應用焊接性好的材料(例如低碳鋼的焊接性比高碳鋼好)。

十、單級揚程很高。 單級揚程達到數百米甚至上千米的泵, 葉輪及導葉的材料應採用耐沖刷、抗汽蝕的高強度鋼, 如沉澱硬化不銹鋼等。

水泵常用材料介紹

一、鑄鐵

1、灰口鑄鐵

是最常用的一種鑄鐵, 國標代號為HT。 一般淨水泵的泵體、葉輪、泵蓋、懸架等均採用該材料, 通常用到三種牌號:HT150、HT200、HT250。 對於底座、墊板等非主要零件多採用HT150, 泵體、泵蓋、懸架等多採用HT200, 而葉輪、口環、軸套等多採用HT250。

各國對灰鐵的表示方法有所不同, 如日本的代號為FC, 德國的代號為GG, 美國為Class。

2、球墨鑄鐵

是一種綜合機能較好的鑄鐵, 國標代號為QT。 因為其力學機能接近鋼, 同時其鍛造機能、加工機能優於鋼, 因此通常把它作為鑄鋼的替換品。 最常用到的牌號有:QT450-10、QT500-7、QT600-3。 因為受鍛造等原因的限制,

公司目前暫不做該材料。

DIN尺度對球墨鑄鐵的表示方法為GGG, 美國的表示方法為Ductile iron。

另外還有耐腐鑄鐵——高矽鑄鐵, 耐磨鑄鐵——白口鑄鐵, 高韌性鑄鐵——可鍛鑄鐵等。

二、鑄鋼

因為鑄鋼的強度轉高, 通常當壓力>1.6Mpa時, 承壓零件多採用鑄鋼, 其國標代號為ZG, 最常用的牌號為ZG230-450。

日本和美國通常用CS表示鑄鋼。

三、不銹鋼

應用最多的不銹鋼為奧氏體不銹鋼, 如0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。 除鹽酸、稀硫酸等少數介質外, 奧氏體不銹鋼是優良的耐侵蝕材料, 是化工泵最常採用的耐腐材料。 日本和美國通常用SS304、SS316、SS316L來表示奧氏體不銹鋼。

馬氏體不銹鋼如2Cr13、3Cr13, 其力學機能優於奧氏體不銹鋼, 通常被用作泵軸和軸套的材料, 日本和美國的對應代號為SS420。

另外, 高合金不銹鋼(20號合金)和雙項不銹鋼也是較理想的耐侵蝕材料。

四、合金鋼

最具代表性的合金鋼為40Cr, 通常用於高強度泵軸的材料。

五、碳素結構鋼

通常分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。

最具代表性的普通碳素結構鋼為Q235, 各類鋼板、型鋼多採用該材料;最具代表性的優質碳素鋼為45號鋼, 其廣泛用於無侵蝕要求時的泵軸材料。

六、非金屬材料

泵用非金屬材料主要用於密封, 如聚四氟乙烯、氟橡膠、丁腈橡膠等。 其中聚四氟乙烯因具有優良的耐侵蝕、耐高溫機能而用於化工泵的密封墊以及機械密封的靜密封, 合用於250℃內幾乎所有的化工介質, 其缺點是硬度較高、裝配難度大。

氟橡膠也是一種較好的耐溫、耐侵蝕材料, 耐溫上限以160℃為宜, 當用戶無特殊要求時, 公司化工泵均採用該材料的密封圈;而丁腈橡膠主要用於耐油或淨水介質時的靜密封。

水泵的填料材質的選擇

隨著新材料的不斷出現,填料結構形式也有很大變化,無疑它將促使填料密封應用更為廣泛,用作填料的材料應具備如下特性。

一、有一定的彈塑性。當水泵填料受軸向壓緊時能產生較大的徑向壓緊力,以獲得密封;當機器和軸有振動或偏心及填料有磨損後能有一定的補償能力(追隨性);

二、有一定的強度。使水泵填料不至於在未磨損前先損壞;

三、化學穩定性高。即其與密封流體和潤滑劑的適應性要好,不被流體介質腐蝕和溶脹,同時也不污染介質;

四、不滲透性好。由於流體介質對很多纖維體都具有一定的滲透作用,所以對填料的組織結構緻密性要求高,因此填料製作時往往需要進行浸漬、充填相應的填充劑和潤滑劑;

五、導熱性能好。易於迅速散熱,且當摩擦發熱後能承受一定的高溫;

六、自潤滑性好。即摩擦係數低耐磨損;

七、填料製造工藝簡單,裝拆方便,價格低廉。

同時能滿足上述要求的材料較少,如一些金屬軟填料、碳素纖維填料、柔性石墨填料等,它們的性能好,適應的範圍也廣,但價格較貴。而一些天然纖維類填料,如麻、棉、毛等,其價格不高,但性能稍差,適應範圍比較窄。所以,在水泵填料材料選用時應對各種要求進行全面、綜合的考慮。

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公司化工泵均採用該材料的密封圈;而丁腈橡膠主要用於耐油或淨水介質時的靜密封。

水泵的填料材質的選擇

隨著新材料的不斷出現,填料結構形式也有很大變化,無疑它將促使填料密封應用更為廣泛,用作填料的材料應具備如下特性。

一、有一定的彈塑性。當水泵填料受軸向壓緊時能產生較大的徑向壓緊力,以獲得密封;當機器和軸有振動或偏心及填料有磨損後能有一定的補償能力(追隨性);

二、有一定的強度。使水泵填料不至於在未磨損前先損壞;

三、化學穩定性高。即其與密封流體和潤滑劑的適應性要好,不被流體介質腐蝕和溶脹,同時也不污染介質;

四、不滲透性好。由於流體介質對很多纖維體都具有一定的滲透作用,所以對填料的組織結構緻密性要求高,因此填料製作時往往需要進行浸漬、充填相應的填充劑和潤滑劑;

五、導熱性能好。易於迅速散熱,且當摩擦發熱後能承受一定的高溫;

六、自潤滑性好。即摩擦係數低耐磨損;

七、填料製造工藝簡單,裝拆方便,價格低廉。

同時能滿足上述要求的材料較少,如一些金屬軟填料、碳素纖維填料、柔性石墨填料等,它們的性能好,適應的範圍也廣,但價格較貴。而一些天然纖維類填料,如麻、棉、毛等,其價格不高,但性能稍差,適應範圍比較窄。所以,在水泵填料材料選用時應對各種要求進行全面、綜合的考慮。

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