泵用材料选择应考虑因素、几款常用材料及填料材料

泵用材料选择时应考虑的因素

一、介质的腐蚀性。材料对于介质的耐腐蚀性是有一定的范围的。例如耐酸钢1Cr18Ni9,耐中、稀浓度的硝酸或有机酸的腐蚀,但是不耐稀硫酸的腐蚀;

二、电化学腐蚀。在泵的整个流道最好采用相同的金属材料;

三、介质温度。材料在很低的温度下性脆,在高温时会产生蠕变;某种材料能耐常温的某种介质的腐蚀,但是不耐高温时该介质的腐蚀;材料性能应能满足所输送介质温度的要求;

四、经济性。在设计或使用中的高材低用或耐蚀材料当不耐蚀材料采用都是不经济的;

五、固体颗粒的耐磨性。介质中含有磨料性的固体颗粒时,应采用耐磨的材料;

六、材料间的咬合性。对于有相对运动的零件。如轴与轴套、螺栓与螺母、叶轮密封环与泵体密封环、平衡盘与平衡板等,在选择材料时应使两零件材料的硬度有些差别,否则在装卸或运转中容易相互咬住或擦伤。

七、同一零件上温差的大小口在工作时同一位置的温度相差很大的零件,例如热油泵填料函冷却水套与泵体相接的地方,与介质接触的泵体温度高,膨胀大;与冷却水接触的冷却套外周温度低,膨胀小。这样的零件宜采用塑性好的材料。以免运转中由干膨胀不同而产生裂纹;

八、高速液流通过的地方。高扬程泵的叶轮叶片,导叶叶片进门边,单级扬程很高的密封套,高扬程泵平衡套、平衡盘和平衡板等处应采用耐冲刷的材料(铬不锈钢或铬镍耐酸钢)。

九、需要焊接的零件口在铸造、加工及使用过程中需要补焊的零件应用焊接性好的材料(例如低碳钢的焊接性比高碳钢好)。

十、单级扬程很高。单级扬程达到数百米甚至上千米的泵,叶轮及导叶的材料应采用耐冲刷、抗汽蚀的高强度钢,如沉淀硬化不锈钢等。

水泵常用材料介绍

一、铸铁

1、灰口铸铁

是最常用的一种铸铁,国标代号为HT。一般净水泵的泵体、叶轮、泵盖、悬架等均采用该材料,通常用到三种牌号:HT150、HT200、HT250。对于底座、垫板等非主要零件多采用HT150,泵体、泵盖、悬架等多采用HT200,而叶轮、口环、轴套等多采用HT250。

各国对灰铁的表示方法有所不同,如日本的代号为FC,德国的代号为GG,美国为Class。

2、球墨铸铁

是一种综合机能较好的铸铁,国标代号为QT。因为其力学机能接近钢,同时其锻造机能、加工机能优于钢,因此通常把它作为铸钢的替换品。最常用到的牌号有:QT450-10、QT500-7、QT600-3。因为受锻造等原因的限制,公司目前暂不做该材料。

DIN尺度对球墨铸铁的表示方法为GGG,美国的表示方法为Ductile iron。

另外还有耐腐铸铁——高硅铸铁,耐磨铸铁——白口铸铁,高韧性铸铁——可锻铸铁等。

二、铸钢

因为铸钢的强度转高,通常当压力>1.6Mpa时,承压零件多采用铸钢,其国标代号为ZG,最常用的牌号为ZG230-450。

日本和美国通常用CS表示铸钢。

三、不锈钢

应用最多的不锈钢为奥氏体不锈钢,如0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。除盐酸、稀硫酸等少数介质外,奥氏体不锈钢是优良的耐侵蚀材料,是化工泵最常采用的耐腐材料。日本和美国通常用SS304、SS316、SS316L来表示奥氏体不锈钢。

马氏体不锈钢如2Cr13、3Cr13,其力学机能优于奥氏体不锈钢,通常被用作泵轴和轴套的材料,日本和美国的对应代号为SS420。

另外,高合金不锈钢(20号合金)和双项不锈钢也是较理想的耐侵蚀材料。

四、合金钢

最具代表性的合金钢为40Cr,通常用于高强度泵轴的材料。

五、碳素结构钢

通常分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。

最具代表性的普通碳素结构钢为Q235,各类钢板、型钢多采用该材料;最具代表性的优质碳素钢为45号钢,其广泛用于无侵蚀要求时的泵轴材料。

六、非金属材料

泵用非金属材料主要用于密封,如聚四氟乙烯、氟橡胶、丁腈橡胶等。其中聚四氟乙烯因具有优良的耐侵蚀、耐高温机能而用于化工泵的密封垫以及机械密封的静密封,合用于250℃内几乎所有的化工介质,其缺点是硬度较高、装配难度大。

氟橡胶也是一种较好的耐温、耐侵蚀材料,耐温上限以160℃为宜,当用户无特殊要求时,公司化工泵均采用该材料的密封圈;而丁腈橡胶主要用于耐油或净水介质时的静密封。

水泵的填料材质的选择

随着新材料的不断出现,填料结构形式也有很大变化,无疑它将促使填料密封应用更为广泛,用作填料的材料应具备如下特性。

一、有一定的弹塑性。当水泵填料受轴向压紧时能产生较大的径向压紧力,以获得密封;当机器和轴有振动或偏心及填料有磨损后能有一定的补偿能力(追随性);

二、有一定的强度。使水泵填料不至于在未磨损前先损坏;

三、化学稳定性高。即其与密封流体和润滑剂的适应性要好,不被流体介质腐蚀和溶胀,同时也不污染介质;

四、不渗透性好。由于流体介质对很多纤维体都具有一定的渗透作用,所以对填料的组织结构致密性要求高,因此填料制作时往往需要进行浸渍、充填相应的填充剂和润滑剂;

五、导热性能好。易于迅速散热,且当摩擦发热后能承受一定的高温;

六、自润滑性好。即摩擦系数低耐磨损;

七、填料制造工艺简单,装拆方便,价格低廉。

同时能满足上述要求的材料较少,如一些金属软填料、碳素纤维填料、柔性石墨填料等,它们的性能好,适应的范围也广,但价格较贵。而一些天然纤维类填料,如麻、棉、毛等,其价格不高,但性能稍差,适应范围比较窄。所以,在水泵填料材料选用时应对各种要求进行全面、综合的考虑。


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