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水泵材质选择

发布时间:2019-03-25      作者:

泵材料选择考虑因素:a 强度;b 耐腐蚀;c 耐磨粒磨损;d 铸造和机械加工性能;e 焊接修补性能;f成本。


1 、铸铁

对于大多数输送液体应用来说,灰铸铁是制造泵壳体的较好材料。对于单级泵,通常灰铸铁有足够的强度抵抗所产生的压力。在中等压力和温度范围内,球墨铸铁被广泛应用。在灰铸铁和球墨铸铁不能达到足够耐腐蚀性能应用场合,耐蚀高镍铸铁常被用做泵体材料。近年来开发出一种新型的,具有良好焊接性能的耐蚀高镍铸铁材料(命名为D2W),含有少量铌元素,以改善其焊接性能。典型的奥氏体铸铁含镍15%~20%,在盐水中广泛应用。

灰口铸铁 是最常用的一种铸铁,国标代号为HT。一般清水泵的泵体、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 4

球墨铸铁 是一种综合性能较好的铸铁,国标代号为QT。由于其力学性能接近钢,同时其铸造性能、加工性能优于钢,因此通常把它作为铸钢的替代品。最常用到的牌号有:QT450-10、QT500-7、QT600-3。由于受铸造等原因的限制,目前水泵的叶轮采用该材料,尤其是切割式的开式叶轮性价比都优越的。DIN标准对球墨铸铁的表示方法为GGG,美国的表示方法为Ductile iron。

2、 铸钢

对于腐蚀和有害的石油产品,或多级泵出口压力达13.8Mpa时,需要使用规定的铸钢或铸造不锈钢。在锅炉给水泵和许多烃类应用中,常选用马氏体不锈钢,马氏体不锈钢机械性能好,适用于高压的工况,但耐腐蚀性能不如其他类不锈钢。在化工应用和其他腐蚀性的环境下,奥氏体不锈钢(CF-8M,CF-3M等)常用来作泵壳体材料,另外,奥氏体不锈钢还能抵抗由于高速而产生的侵蚀,并且可以相对容易地进行现场焊接修补。高压浅海注水泵对耐腐蚀和机械性能有更高的要求,其泵壳体选双相不锈钢材料(50%铁素体+50%奥氏体)。

由于铸钢的强度转高,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ZG23 0-450。日本和美国通常用CS表示铸钢。

3 、青铜

在许多水泵应用中,也使用青铜材料作泵体。在小型低压泵中常用铅青铜,铅有助于泵体的密封性。锡青铜用作更大一些的离心泵的泵体材料。镍铝青铜虽具有最好的机械性能和耐腐蚀性能,但价格昂贵,没有竞争力。

4、 复合材料

   为了提高泵的耐化学腐蚀性能,可以在蜗壳内安装衬里,用作衬里的材料有聚四氟乙烯,橡胶等。整体陶瓷和石墨泵用于特别腐蚀性的液体中,如:氢氟酸。在造纸和纸浆工业,金属精加工工业,复合材料(如环氧树脂)被用于制造泵体。

5、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腐蚀材料,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,其力学性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腐蚀材料。   

6、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,其广泛用于无腐蚀要求时的泵轴材料

7、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。

8、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腐蚀、耐高温性能而用于化工泵的密封垫以及机械密封的静密封,适用于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、耐腐蚀材料,耐温上限以160℃为宜,当用户无特殊要求时,化工泵建议采用该材料的密封圈;而丁腈橡胶主要用于耐油或清水介质时的静密封



1 国产泵常用材料

类型

泵体

叶轮

一般清水泵

灰铸铁(HT250)

灰铸铁(HT250)

45钢,

铬钢(1Cr13)

热水循环泵

球墨铸铁,

铸钢(ZG25),

铸造不锈钢

球墨铸铁,

铸钢(ZG25),

铸造不锈钢

45钢,

铬钼钒钢(24CrMoV)

油泵

HT250

ZG25, ZGCr5Mo

HT20-40

ZG25, ZG1Cr13

45钢

35CrMo   3Cr13

污水泵

HT250,QT450-10

低镍铬铸铁

ZG230-450

HT250,QT450-10

高铬铸铁

ZG230-450

ZG1Cr13, ZG2Cr13

ZG0Cr18Ni9

35钢

Cr13

海水泵

低镍铬铸铁,

ZG0Cr18Ni9,

HT250+环氧树脂衬里,

ZPb2Sn10,ZPb4Sn8,

高铬铸铁

ZG0Cr18Ni9

18-8不锈钢,

35号钢用0Cr18Ni9

耐腐蚀泵

STSI15R高硅铁

1Cr18Ni9

铸铁+耐酸陶瓷

STSI15R高硅铁

 

刚玉陶瓷

碳钢

3Cr13

 

 

载流体泵

可锻铸铁,

球墨铸铁

铸钢

可锻铸铁

ZG1Cr13

35钢

3Cr13

锅炉给水泵

Cr Mo铸钢

铬钢(ZG1Cr13)

双相不锈钢

低镍铸铁

ZG1Cr13

青铜

Cr Mo铸钢

Ni Cr Mo V钢



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