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化工泵工作原理密封及材质选型《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:18:38 阅读: 来源:起重机厂家

2017-07-24 17:23:59来源:山东双轮埃姆科泵业

什么是化工泵

泵是用来输送液体并提高其压力的机器化工泵是一个统称,而化工泵是指化工生产对泵的特殊要求:(1)能满足化工工艺需求(2)耐高温、低温(3)耐腐蚀(4)耐磨损(5)无泄漏或少泄漏(6)能输送临界状态的液体(7)运行可靠主要是指针对介质的特性来说的,凡是能通过材料或者其它结构的变化来改善提高泵类产品对除纯水之外的所有化学品引起的腐蚀的要求,这类泵都统称为化工泵。其中包含:离心泵(普通离心泵、轴流泵、屏蔽离心泵、磁力离心泵等)和容积泵(齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵、滑片泵、往复泵等)以及其它特殊泵(金属衬塑料或者衬橡胶材料泵)。

化工泵工作原理

开泵前,吸入管和泵内必须充满液体。开泵后,叶轮高速旋转,其中的液体随着叶片一起旋转,在离心力的作用下,飞离叶轮向外射出,射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢,压力逐渐增加,然后从泵出口,排出管流出。此时,在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区,液池中的液体在池面大气压的作用下,经吸入管流入泵内,液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。

密封问题

无泄漏是化工设备的永远追求,正是这种要求促成了磁力泵和屏蔽泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走,比如磁力泵隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。现就密封方面的一些基本情况简单介绍如下:

一、密封形式对于静密封来说,通常只有密封垫和密封圈两种形式,而密封圈又以O型圈应用最广;对于动密封,化工泵很少采用填料密封,以机械密封为主,机械密封又有单端面和双端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型适用于高压介质的密封(通常指压力大于1.0MPa),双端面机封主要用于高温、易结晶、有粘度、含颗粒以及有毒挥发的介质,双端面机封应向密封腔中注入隔离液,其压力一般高于介质压力0.07~0.1MPa。

二、密封材料化工泵静密封的材料一般采用氟橡胶,特殊情况才采用聚四氟材料;机械密封动静环的材料配置较为关键,并不是硬质合金对硬质合金就最好,价格高是一方面,两者没有硬度差也并不合理,所以最好根据介质特点区别对待。

化工泵密封形式主要有:油封密封、垫片密封、螺纹密封、迷宫密封、填料密封和动力密封、机械密封。

一、油封密封是一种自紧式唇状密封,其结构简单,尺寸小,成本低廉,维护方便,阻转矩较小,既能防止介质泄漏,也能防止外部尘土和其它有害物质侵入,而且对磨损有一定的补偿能力,但不耐高压,所以一般用在低压场合的化工泵上。

二、垫片密封垫片是离心泵静密封的基本元件,使用范围非常广泛。垫片的选型主要根据化工泵输送介质、温度、压力和腐蚀性等因素决定。

三、螺纹密封在化工泵上一般有两种形式,一种是螺纹联接垫片密封,一种是螺纹加填充济密封,二者皆用于小直径螺纹连接的密封场合。螺纹联电动隔膜泵接垫片密封的密封件是垫片,而螺纹只起提供压紧力的作用。

四、迷宫密封在设计合理,加工精良,装配完好、转速较高时,迷宫密封效果很好。但在实际应用中,因此而产生的化工泵泄漏却很多,所以在化工泵密封中不常用。

五、填料密封是将富有压缩性和回弹性的填料放入填料函内,依靠压盖的轴向压紧力转化为径向密封力,从而起到密封作用。这种密封方法称为填料密封,这种填料称为密封填料。由于填料密封结构形式简单,更换方便、价格低廉、适应转速、压力、介质宽泛而在化工泵的设计中得到普遍采用。

六、动力密封化工泵在与运转时,副叶轮所产生的压头平衡了主叶轮出口高压液体,从而实现密封。停车时,副叶轮不起作用,因此必须同时配备停车密封装置解决停车时可能产生的化工泵泄漏。副叶轮密封结构简单、密封可靠、使用寿命长,化工泵运转中可实现滴水不漏,因此在化工泵输送含杂质介质的泵上经常采用。

七、机械密封现在化工泵行业使用最为广泛的密封形式,由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点,所以当今世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。机械密封又叫端面密封,在国家有关标准中是这样定义的:“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。”

材质选型

一直以来,腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一,稍有不慎,轻则损坏设备,重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计,化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的,因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区,认为不锈钢是“万能材料”,不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢泵,这是很危险的。下面针对一些常用化工介质谈谈选材的要点:

1.硫酸作为强腐蚀介质之一,硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大,对于浓度在80%以上、温度小于80℃的硫酸,碳钢和铸铁有较好的耐蚀性,但它不适合高速流动的硫酸,不适用作泵阀的材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造及加工难度大)、高合金不锈钢(20号合金)制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。公司适用产品有:SEM系列化工流程泵、SES石油化工流程泵、SZA/SZE石油化工流程泵以及氟塑料泵等。

2.盐酸决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀(包括各种不锈钢材料),含钼高硅铁也仅可用于50℃、30%以下盐酸。和金属材料相反,绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性,所以内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。公司适用产品有:IHF内衬氟塑料离心泵、FZB系列氟塑料自吸泵、FSB系列氟塑料离心泵等。

3.硝酸一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏,不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性,值得一提的是含钼的不锈钢(如316、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如304、321),有时甚至不如。而对于高温硝酸,通常采用钛及钛合金材料。公司适用产品有:SEH化工流程泵、SZA/SZE石油化工流程泵等,材料一般为304。

4.醋酸它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一,普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀,不锈钢是优良的耐醋酸材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢泵或氟塑料泵。

5.碱(氢氧化钠)钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液,也有许多工厂在100℃、75%以下时仍采用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点,只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。公司一般铸铁泵均可用于常温低浓度碱液,特殊要求时可采用各类不锈钢泵或氟塑料泵。

6.氨(氢氧化氨)大多数金属和非金属在液氨及氨水(氢氧化氨)中的腐蚀都很轻微,只有铜和铜合金不宜使用。公司产品大多适用于氨及氨水的输送。

7.盐水(海水)普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用双相不锈钢或316不锈钢。公司各类化工泵都有此类材料配置。

8.醇类、酮类、酯类、醚类常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮类介质有丙酮、丁酮等,酯类介质有各种甲酯、乙酯等,醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等,它们基本没有腐蚀性,常用材料均可适用,具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。

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