結(jié)構(gòu)形式及其選擇

1、第4章 介質(zhì)特性和材料選擇 對一個成功的泵裝置的基本要示是性能和壽命.性能就是泵的參數(shù):揚程、流量和效率。壽命就是在維持允許的性能情況下必須更換一個或幾個零件以前運轉(zhuǎn)的總小時數(shù)。主要是在實際運轉(zhuǎn)條件下結(jié)構(gòu)材料抵抗腐蝕、侵蝕或這兩種結(jié)合的一種量度。在選擇泵過流部件的材料時，需要考慮的因素有：用戶經(jīng)驗，預期泵壽命（如用于短期或者長期使用），間斷或連續(xù)使用，泵送有害或有毒液體或液體的條件。液體的腐蝕性因下面的一種或幾種情況而不同：溫度、濃度、速度、混進的固體和氣體。不銹鋼通常是指含鉻量12%-30%的鐵基耐蝕合金。不銹鋼的耐蝕性主要是由鉻的存在決定的，鐵鉻二元系是不銹鋼的基礎。其他合金元素的添加可以

2、影響和改變合金組織和性能。依碳含量的不同，可把18%鉻不銹鋼分成三類。即0.08%碳的鐵素體飲，0.08%0.22%碳的奧氏體鐵素體鋼及大于0.22%碳的奧氏體鋼。4.1 選擇材料時應考慮的問題1)介質(zhì)的腐蝕性:材料對于介質(zhì)的耐腐蝕性是有一定范圍的,例如1Cr18Ni9耐中、稀濃度的硝酸或有機酸的腐蝕，但不耐稀硫酸、鹽酸的腐蝕。2）電化學腐蝕：在泵的整個流道最好用相同的金屬材料3）介質(zhì)溫度：材料在很低的溫度下顯脆性，在高溫時會產(chǎn)生蠕變；某種材料能耐常溫的某種介質(zhì)的腐蝕。但不定耐高溫的該介質(zhì)的腐蝕；所以材料性能應滿足輸送介質(zhì)溫度的要求。 4）經(jīng)濟性：材料不同，其價格和機加工性能也各不相同，所以在

3、幾種材料同時滿足腐蝕、溫度的要求下，應選擇價格相對便宜、機加工性能好的材料。5）固體顆粒的磨損性：介質(zhì)中含有磨料性的固體顆粒時，應采用耐磨的材料。6）材料間的咬合性：對于有相對運動的零件，如軸與軸套、螺栓與螺母、葉輪密封環(huán)與泵體密封環(huán)等，在選擇材料時應使兩零件材料的硬度有些差別，否則在裝卸和運轉(zhuǎn)中容易互相咬合或擦傷。7）同一零件上溫差的大小：在工作時同一零件的溫差較大時，如在輸送高溫液體時泵蓋加冷卻，泵蓋與介質(zhì)接觸處溫度高膨脹大，與冷水接觸處溫度低膨脹小，這樣的零件宜采用塑性好的材料，以免運轉(zhuǎn)中由于膨脹不同而產(chǎn)生裂紋。8）需要焊接的零件：在鑄造、加工及使用過程中需要補焊的零件應用焊接性比較好的

4、材料，如低碳鋼的焊接性比高碳鋼的焊接性好。9）單級揚程很高：單級揚程很高的泵，其液體流速很高，過流部件應選用耐沖刷、抗汽蝕的高強度鋼，如沉淀硬化不銹鋼。哈氏B不耐腐蝕。體積分數(shù)小于飽和濃度。注：1.材料代號：A鑄鐵和鑄鋼； B鉻13不銹鋼（12鉻鋼） C鉻18鎳9奧氏體不銹鋼（304）； D鉻18鎳12鉬（鈦）奧氏體不銹鋼（316）； E鉻20鎳22-30不銹鋼（20號合金）； F鎳鉻鐵鉬合金（哈氏合金B(yǎng)） G鎳70銅30合金（Monel）; H耐酸青銅； I鈦及鈦合金。2上標表示溫度范圍： 無上標表示25、50、80、100四種溫度。 A表示25，b表示50，c表示80，d表示100。1 腐

5、蝕性能代號：1耐腐蝕性能優(yōu)良（腐蝕率<0.05mm/年） 2耐腐蝕性能良好（腐蝕率<0.050.5mm/年） 3耐腐蝕性能較差（腐蝕率0.5<1.5mm/年） 4不耐腐蝕（腐蝕率>1.5mm/年）介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（%）材料ABCDEFGHI無機酸硫酸（不充氣）5442a,4c2a,4bcd211a,2bcd22a103044443abc,4d11a,2bcd24405044442ab,3c,4d1a,2bcd1a,2bcd2460703ab,4cd4442ab,3c,4d1a,2bcd1a,2bc,3d3a4902a,3b,4cd42a4d2a, 4cd2ab,3c,4d1

6、4441002a,3b,4cd3a2a,3b,4d2abc,3d2ab,3c,2d1444發(fā)煙硫酸43a4421b,4d444硝酸2042abc,4d1114441306041a,2bc,3d1ab,2cd1a,2bcd1ab,2cd44417041a,2bc,3d1a,2bc,3d1a,2bc1a,2bcd44418042a,3b,4cd1a,2bc,3d1a,2b,4c1a,2b,3cd4441ab,2c9042a,3b,4cd1a,3bc,4d1a,4b1a,2b,3cd4441ab,2c10043a,4bcd1a,4b1a,4b1a,4d4441ab,2c紅發(fā)煙硝酸3a2a1a,2b,

7、4c1ab,4cd1ab,4c4441a白發(fā)煙銷酸441a,4b2a,4b2a4444鹽酸（不充氣）10444441ab,2cd2a,4b2ab,3c,4d2a20444441a,2bcd42ab,3c,4d2a,4b30444441a,2bcd43a,4b2a,4b40444441a,4cd444磷酸（不充氣）25444221224255044422122450854442222249044422242abc,4d4100444221ab444氫氟酸（不充氣）1044444212410704444421a,2abc2a470902a,4bcd444423ab441002ab,3c,4d42a

8、,4b2a2a242abc4亞硝酸5442a2abc2c4444104442abc2c4444100442a2a2a4444碳酸102a1a12a11a12a1302a1a11d11a12a11002a1a1121a2a,1bcd2a1氯酸100444442a*44410044442abc2a*444鉻酸1044442ab,4d2*2ab,4c411030442a,4bcd42ab,4d2*44130502a4442ab2a*44150802a44442a*4411001a4442ab2a*441 介質(zhì)質(zhì)量分數(shù) 材料ABCDEFGHI硼酸10321111221205042abc,3d22213

9、bc,2d21708043d42a,4d142100422ab2ab2ab122a綠磺酸10443a442a441904442a2a1a4411002ab，3cd42a2ab2ab13a31甲酸42ab,4c22113ab,4cd21abc43a,4bcd43113ab,4cd24醋酸（不充氣）2044211111a,2bcd1205044311111a,2bcd16090442abc,4d1a,2bc,3d1a,2bcd111a1100442abc,4d1a,2bc,3d1a,2bcd111a,2b,4d1丁酸103a31ab,2cd1113a,2bcd21209043a,4b2abc,3d

10、111221100442abc,4d1112abc,3d21軟脂酸11a,2bcd11122a21硬脂酸4211212a,3bcd31油酸10032a42a1a,2bcd221100322222221一氯醋酸10442a2a2a2242207044442a224180100442ab,4d2ab2a1241乳酸60442ab,3c,4d1ab,2cd1ab,2cd242a17090444d22221100442a,4d2222ab1草酸1042a,4b1a,4d2ab,4d22222a,4b209042a2a,4d2a,4d222a23a,4b1004444223a3a,4b葡萄糖酸10403

11、22a2a1a215031ab,2cd1ab2a1a216090322a21211003222122苯甲酸704221809042a22a11004222222堿及氫氧化物介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI氫氧化鈉201a,2bcd21a,3bc,4d11111 a,2bcd230501a,2b,3cd2a,3cd1a,3bc,4d1ab,2c,4d1ab,2cd112abc,4d702ab,4cd4d2 a bc,4d1ab,2cd2 a bc,4d11d4b802a,4bcd4d2 a bc,4d1ab,2c,4d2 a bc,4d4c1002a ,4c42121a1a4氫氧化鉀102

12、22222121105022212212abc,3d2a502a,3bc,4d2abc,4d2abc,4d2abc,4d2214a2a60702a,4bcd4d2abc,3d2abc,3d24a2a802a,4bcd2a,4d2a22ab12a,3bcd2a1002a1a1a1a2a2ab2a氫氧化銨301ab,2cd1ab,2cd11a,2bcd1a,2bcd1441309011a,2bcd1a14100111111141abc氫氧化鈣102211212213011212ab1503d12111002a2a1氫氧化鎂10221122a111a10902211210011111121氫氧化鋇5

13、02221122411002a2a2a2a2a22a41氫氧化鋁1022112222120402a2122040212氫氧化鐵2a1a1a1a2a2a氫氧化鉻22222222鹽硫酸銨50443a22223a110042a42a2a,4b銷酸銨501a,2bcd21112443 a501002144磷酸銨103a41ab,2cd1a,2bcd222411030441ab,2cd1a,2bcd214碳酸銨602ab,3cd21a,2bcd1a,2bcd2224160902ab,3cd222d1001a2222a2 a氯化銨2044422124ab,2c120404442212d4150444221

14、a,4cd4介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI氯化銨1002a42224硫化銨10222221a24109022241001a22224醋酸銨101ab111111420501ab1abc1ab41001a1111114硫酸鈉1023a,4b11111212040241111224090241111ab1002411112a2a硝酸鈉401ab,2c,3d21112a12a140701ab,2c,3d2111170901ab,2c,3d211100122a ,4c2a2a2a3a碳酸鈉10111111111204012abc,1d2ab,1cd2ab,1cd2ab,1cd2bc,1d2bc

15、,1d11d100121abc,2d21ab,2c22a2a4氯化鈉104a,3bc,4d2a,4bd22a,4b2211abc120303a, 4d2222211001ab42abc11a1a,4d41a硫化鈉203a42abc,4d1abc,2d1abc,2d224130504d22abc22d241ab6032a,3b,4c44d3d410022424甲酸鈉80222212221001d1222醋酸鈉10121112121106012222212110012a222111硫酸鉀202abc,4d111111111001abc,4d2a2a1a1a2a21a硝酸鉀9022222222110

16、012a12a1a2a1a磷酸三鉀101111221a103011111a301001a碳酸鉀702abc,4d21212221701002abc,4d2a2212a22a氯化鉀102a2a2abc,4d11221110303ab44112211介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI氯化鉀1001a441a2a2a硫化鉀1042a1abc1abc2a2a4411002ab2a2a2a44高錳酸鉀302abc,3d2a222221a1002a2a2a1a2甲酸鉀1111醋酸鉀1a,2bcd2222221硫酸鋁504411112ab,4d216090441a,4d4d1100442abc,4d22

17、12硝酸鋁10421abc,2d222a2a110042a1abc,2d2a2a1氯化鋁104442abc1ab,2cd11a,2b1a2abc,4d20304443abc3ab d11a,2b2a,4bcd2ab,4d50704443abc2abc1441001a,4c1a,4c43abc1a,4b13b,4c1a,4d2a,4d甲酸鋁103a2222222a11004221abc,3d2222a1醋酸鋁20421a,2b cd111ab,2cd221309041ab11ab,2cd2110022a,3b111ab,2cd221硫酸鎂40141111111507014221111d1002a

18、32211ab2a2a2硝酸鎂22122222abc2碳酸鎂102a2a2222222202a2a2a2a2a1002a2a2a2a2a22a2a氯化鎂102a,3b,4cd3a,2b321122120302a,3b,4cd42211221503c22b2a1a1001a4212a2硫酸鈣10221122221ab209011210022a212222a1硝酸鈣102a,4d212222212040221222ad2d磷酸鈣10222222213022100222碳酸鈣102212a22a1209012a110012a12a2a22a2a1氯化鈣1012a2ab c,4d2a ,4b1111a

19、,2bc120402ab,3c,4d2a2ab c,4d2ab2111a,2bc1介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI氯化鈣50702ab,3c,4d2a2abc,4d2abc212bcd1a,2bc110014d2a1212a1a硫化鈣222221a24醋酸鈣302a,3d22222221309022221003a22222221硫酸鐵1042a1abc,2d111ab,2c441a209041abc,2d1410042a2a1ab2a4硝酸鐵1042ab,3c1a,2bcd1a,2bcd11a*44205042a1a,2bcd1a,2bcd12a*4410042a2a144氯化鐵1044

20、4441a434416010044444441硫酸亞鐵1042222222ab,4cd1204042a2221314010042a2a2a22a1a硫酸鉻104442a,4b223d2ab20304442a223d2ab1004443a23a3a硝酸鉻2221磷酸鉻3a22222221氯化鉻43a42a22（干）硫酸鋅103043a,4d11222114043a,4d22222114010043a,4d22211硝酸鋅10222碳酸鋅1a2a2a2a2a2a22a氯化鋅10442ab2a,4d2221ab,2cd11070444422d221100142223ab,4

21、cd硫酸鉛1042222222d1090422210022222222硝酸鉛1042a2222211040422222110022a2a2a221碳酸鉛42222222氯化鉛104444223a2a1004422224d3d介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI硫酸鋇1021ab,2cd22222a1209022221100222222221硝酸鋇102a,4d122241a3012241002a2222碳酸鋇102a21a,2bcd22221a20902a21002a2a1a2a2a222a氯化鋇102a,4d3a,4d2a,4d22222a120402a,4d2a,4d2a22224100

22、1a32222a4硫化鋇101a2a2a2a2a441a1001a,3b,4c2abc222441a硫酸銅3042a22112a2a,3bc1407043d222d1d3d110042a221ab,2cd13abc硝酸銅42221ab,2cd2a441a碳酸銅102a2a2a2a2a2a2a2a2a氯化銅40444442a,4b421有機物甲醇221111111乙醇111a,2bcd111111丙醇111111111苯甲醇1a,4d22222221苯乙醇111111111乙二醇2211111ab,2cd21甘油411111a11a,2bcd1ab甲醛103042111211140503a21a

23、b,2cd1ab,2cd2222180904cd1abc1ab1ab1abc2abc1ab10012a1a1a121a1a1多聚甲醛111112112丙醛1ab1a1a1a1a11a41a糠醛302222222140602a2a2a2a18090222222110022222221（二）甲醚222122221（二）乙醚1ab,2cd11112121丙酮1002a2a,4d1111111介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI丙酮10011111 ab1111甲酸甲脂<30222222221 a409021 a1001 a1 a1 a1 a21 a1 a1 a甲酸乙脂2a,4d2222222

24、a1甲烷111111111乙烷111111111乙炔111111111乙稀111111111丙烷111111111丙稀111111111甲苯111111111二甲苯211121211原油2d3a2122a442a礦油2abc2abc1abc2a汽油212111abc1a1煤油2112abc1abc1石腦油111111111潤滑油22abc1abc2abc1瀝青2abc2abc2abc2abc1abc1a二氯甲烷（干）干221ab,2 c,4d221<4021809041ab,2 cd21ab22a,3b,4d11001ab c,2d21a,2b cd1氯乙醇22221二氯丙醇（二氯甘油）

25、22222222 a 苯酚80901ab c,3d4222121ab c,3d1a1002ab c11ab c1111a尿素3a22222a2a1喹啉321122221a嗎啉11111111硝基苯121112211硝化甘油1a1a1a1a1a1a1a1a硫醇1a1a1a1a1a44聚乙烯111111111聚氯乙烯1a11ab工 業(yè) 原 料肥皂液31113a11漂白液C1<3%4442a41a油漆41111a介質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（）材料ABCDEFGHI墨水411瓊脂41a1a1a糖精溶液3a2222222樟腦222222221青霉素42a2a1a滴滴滴DDD41a222221a1毒殺芬41a2a

26、2a2a1a2a1a1a食品行業(yè)醋43a21112ab c2a1a酵母41ab1ab1a1a酒43a1ab1ab1ab2ab2a2a啤酒43a1ab c1ab c1a1a1糖液3a211112ab c,1d1a1葡萄糖2ab1a1ab c1ab c1ab c1a果汁41a1ab c1ab c1ab1ab12a牛奶421111ab2a2ab c淀粉211豬油4112ab1ab1植物油11a1112a141海水流速<1.5m/s431a1a1a1ab c1a1a1a流速<1.5m/s441a1a1a1a41a哈氏B不耐腐蝕。體積分數(shù)小于飽和濃度。注：1.材料代號：A鑄鐵和鑄鋼； B鉻1

27、3不銹鋼（12鉻鋼） C鉻18鎳9奧氏體不銹鋼（304）； D鉻18鎳12鉬（鈦）奧氏體不銹鋼（316）； E鉻20鎳22-30不銹鋼（20號合金）； F鎳鉻鐵鉬合金（哈氏合金B(yǎng)） G鎳70銅30合金（Monel）; H耐酸青銅； I鈦及鈦合金。2上標表示溫度范圍： 無上標表示25、50、80、100四種溫度。 A表示25，b表示50，c表示80，d表示100。2 腐蝕性能代號：1耐腐蝕性能優(yōu)良（腐蝕率<0.05mm/年） 2耐腐蝕性能良好（腐蝕率<0.050.5mm/年） 3耐腐蝕性能較差（腐蝕率0.5<1.5mm/年） 4不耐腐蝕（腐蝕率>1.5mm/年）4.3材料

28、等級和選用根據(jù)泵的使用條件，將泵的主要零部件材料分為13個等級,如下表所示.API610材料等級選用如下表所示。使用條件溫度范圍壓力范圍材料的等級見注解號/淡不、冷凝水、冷卻塔水100212全部1-1或1-2沸水和工業(yè)流程用水鍋爐給水軸向中開泵雙層殼體泵（圓筒體）1201201751759595250250350350200200全部全部全部全部全部1-1或1-2S-5C-6C-6S-6555鍋爐循環(huán)器內(nèi)的鍋爐給水95200全部C-6污水、回流儲罐水、排泄水含這些水的烴類（包括回流液）175175350350全部全部S-3或S-6C-6丙烷、丁烷、液化石油氣和氨（NH3）230450全部S-1

29、柴油、汽油、石腦油、煤油、粗些油、潤滑油、燃料油、殘渣油、原油、瀝青、合成源油油腳230230370370450450700700全部全部全部S-1S-6C-66，76無腐蝕性的烴類，例如催化重整油、加氫裂化油、脫硫油等230370450700全部S-47二甲苯、甲苯、丙酮、苯、糖醛、甲乙丙酮（MEK）、異丙基苯230450全部S-1碳酸鈉、試硫液175350全部I-1濃度20%的苛性堿（氫氧化鈉）100100210210全部全部S-189海水95200全部10酸性水（含硫水）260470全部D-1硫黃（液態(tài)）全部全部全部S-1FCC漿370700全部C-6碳酸鈉175370350700全部全

30、部C-6S-8一乙醇氨（MEA）、二乙醇氨（DEA）、醇氨（TEA）原料溶液120250全部S-1二乙醇氨、醇氨貧溶液120250全部S-18閡灰掖及 貧溶液(只有CO2)80150175300全部S-98一乙醇氨*貧溶液(CO2和H2S)80150175300全部8、11一乙醇氨、二乙醇氨、醇氨富溶液80175全部S-18硫酸濃度85%85-1%38230100450全部全部S-1A-866濃度96%的氫氟酸38100全部S-96注: 1.凡使用條件與本表所列使用條件有明顯不同時,應取得特定的具體推薦材料. 2.推薦用于化學物料的鑄欣泵殼.只取于無危害的場合,在工藝流程附近使用的泵,或者由于

31、事故逸出的蒸汽會造成危害環(huán)境的泵,或者可能受到水力沖擊(例如進料用)的泵應采用剛制泵殼. 3.機械密封的材料:對含有氯化物的流體,全部彈簧及其他金屬零件應用20號合金或更優(yōu)的材料.含有芬芳烴的使用條件均不應采用丁腈橡膠和氯丁橡膠.超過95(200)含芬芳烴的使用條件不應采用維頓氟橡膠. 4.水的含氧量和緩沖作用在選擇材料時應予考慮.5.污水、超過230(450)的烴類、酸和酸渣的腐蝕性可能差別很大。應取得各種使用條件下的推薦材料。上表指出的材料等級對于很多這類使用條件是令人滿意的，但必須經(jīng)過驗證。6如果材料的腐蝕性低，S-4級材料可用于231370（451700）的使用條件。在每種具體情況下，應取得具體的推薦材料。7所有的焊縫都應消除應力。8應當采用20號合金鋼或蒙乃爾材料及配有有壓的密封油系統(tǒng)的雙重機械密封。9對于海水介質(zhì)，買方和賣方應該共同商定最合適預定使用條件的結(jié)構(gòu)材料。10