非金属泵的性能特点

非金属泵的结构、材料与金属泵差异甚大,因此,其性能特点也有较大区别。

  (1)泵体耐压性低

  由于非金属材料的机械性能,如拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性和硬度等指标远低于金属材料,因此,非金属泵的耐压较低(见表2-49)。

材料名称

  (英文缩写名称)

氟合金

(F50)

聚全氟乙

  丙烯

 (F46)

聚偏氟乙烯 (PVDF)

超高分子量聚乙烯

(UHMW- PE)

聚丙烯 (PP)

酚醛玻璃钢(FRP)

刚玉陶瓷

增强聚丙烯 (FRPP)

密度,×l03 k9/m3

  2.14

2.14~2.1 7

1.75~1.78

 0.94~0.96

 0.9~0.91

 1.7~1.85

3.73

1.12

拉伸强度,MPa

  27.4

  18~21

  38~51

39.6

  30~38

 105~394

180

>60-80

弯曲强度,MPa

 

 

60

 

38~55

 220~460

280~350

>80-100

热膨胀系数,×10-6/℃

断裂伸长率31 6%

断裂伸长率>300%

f47

33

32~50

/11.8

5.5~7.5

27-51

危许使用温度范围,℃

~150

  ~1 50

  ~120

  ~80

  ~90

  ~1 00

  ~100

  ~100

 

材料名称 (英文缩写名称)

氟合(F50)

聚全氟乙

丙烯(F46)

聚偏氟乙烯 (PVDF)

超高分子量聚乙烯

(UHMW- PE)

聚丙烯

 (PP)

酚醛玻璃钢(FRP)

刚玉陶瓷

增强聚丙烯FRPP)

耐

腐

蚀

性

  弱酸

  耐

耐

   耐

耐

耐

耐

耐

耐

  强酸

  耐

耐

除热浓硫酸

除氧化性酸

除氧化性酸

除氧化性酸

  耐

除氧化性酸

弱碱

耐

耐

耐

耐

耐

高耐

耐

耐

强碱

耐

耐

耐

耐

耐

不耐

不耐

耐

有机溶剂

耐

耐

耐大多数

  溶剂

耐大多数

  溶剂

耐大多数溶剂(<80℃)

耐大多数

  溶剂

耐

耐大部分

溶剂

 典型不耐蚀介质

氢氟酸氟元素

氢氟酸、氟

元素、发烟

硝酸

铬酸、发烟

硫酸、强碱

浓硝酸、浓

硫酸、含氯

有机溶剂

浓硝酸、铬酸

浓硝酸、浓

碱、浓硫酸

氢氟酸

热碱

浓硝酸、铬

酸

耐磨性能

不好

  不好

  较好

好

  不好

  较差

  很好

  较差

抗汽蚀性能

较好

  较好

  较好

  较好

  较好

  较差

  好

  较好

 

 一般非金属泵壳体耐压≤1.6MPa。非金属材料可加入玻璃纤维或碳纤维增强,改善其机械强度,如聚丙烯的拉伸强度为30~38MPa,弯曲强度为38~5 5MPa,经玻璃纤维增强后,拉伸强度达60-80MPa,弯曲强度达80~100MPa。

(2)允许使用温度

非金属泵的允许高使用温度远比金属泵低。其耐温范围受到很多因素限制,一是温度升高,材料的强度下降(某些塑料低温下出现脆性);二是塑料的热膨胀系数是铸铁的2~6倍,使用温度较高时,运转间隙变小,泵无法安全运转,或衬里层与铸铁外壳不能很好贴合;三是在较高温度下连续运转时,某些塑料易发生“蠕变’’,零件尺寸发生变化。因此非金属泵的允许使用温度与材料性能、结构设计等因素有关。

需要说明,不能将材料的耐热性误为泵的允许使用温度,如聚全氟乙丙烯的高工作温度约为237℃。美国GOULDS泵公司用此材料作衬里的塑料泵可在204℃下连续运转,但为安全,该公司的样本中将此泵的允许使用温度限制在≤150℃。泵制造厂应根据材料品种和结构设计,并考虑泵的长期连续运行及可靠性,在样本上正确规定非金属泵的允许使用温度。

(3)小连续流量

为避免非金属泵在小流量下工作引起介质温度升高而导致泵的破坏,通常非金属泵的小连续流量为30%的额定流量。即不.允许泵在小于30%额定流量下工作。

(4)耐腐蚀性

非金属材料与金属相比具有优良的耐腐蚀性,不存在金属中出现的缝隙腐蚀、点蚀、选择性腐蚀和电偶腐蚀等腐蚀形式。但塑料在某些腐蚀介质中受拉应力时,易产生应力开裂,这类似于金属的应力腐蚀。塑料和橡胶在某些有机溶剂中会发生溶胀或溶解,使用时应予重视。表2—50列出了常用非金属材料的耐腐蚀性能。

(5)耐磨性

非金属材料中耐磨性好的材料有工业陶瓷、耐磨橡胶和新型高性能工程塑料(超高分子量聚乙烯,聚偏氟乙烯等)。工业陶瓷(刚玉陶瓷、氮化硅陶瓷等)耐磨性佳(其Mohs硬度为9),但缺点是易碎易裂。橡胶的耐磨性很好,衬胶泵在输送含颗粒介质中应用广泛,缺点是易老化且使用温度较低,一般为l00 ℃以下。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的耐磨性也较好(动摩擦系数为0.1~0.22),尤其是UHMWPE称为工程塑料中的耐磨之王,均可作为有磨蚀要求的耐磨泵材料,但加工制作要求高。一般认为热塑性塑料的耐磨性好,热固性塑料(酚醛玻璃钢)的耐磨性较差,但应注意随着温度的升高,耐磨性将会降低。