如何選擇水泵的材質(zhì)讓水泵耐用

如何選擇水泵的材質(zhì),如何選擇水泵讓水泵耐用

  水泵的材質(zhì)按部件分，有泵體、泵的葉輪、泵軸和密封件與零部件。水泵的材質(zhì)種類很多，但針對(duì)多泥沙河流，卻難以找到價(jià)廉物美的材料。幾十年來水泵行業(yè)及應(yīng)用研究單位，針對(duì)我國多泥沙河流的特點(diǎn)，對(duì)水泵、水輪機(jī)行業(yè)的抗磨蝕要求，做了大量的工作,基本上對(duì)適用于多泥沙河流的水力機(jī)械有較為認(rèn)同的看法與相應(yīng)措施。

    適合泵各部件材料的基本要求是：

    (1)具有承受在運(yùn)轉(zhuǎn)中所發(fā)生的應(yīng)力的物理性能。

    (2)能夠鑄造和加工成效率高的形狀。

    (3)在要求有耐磨蝕或其他耐熱、耐寒性方面也具備同等性能。

    (4)經(jīng)濟(jì)上和效益上是可行的。

    當(dāng)然，(1)項(xiàng)是*條件，在其他特殊要求時(shí)，例如抗磨蝕對(duì)速度與效率的權(quán)衡時(shí)．要限制速度時(shí)要稍微影響一些效率也是可取的。在實(shí)用上找不到滿意材料的情況也是有的．要擴(kuò)展思路，特別是對(duì)耐磨蝕表面工程，要有表面再制造的措施，使部件在表面再制造中循環(huán)應(yīng)用。既是制造技術(shù)上的開拓性進(jìn)步又為使用者節(jié)省運(yùn)行維修成本。

 泵體材料根據(jù)泵的技術(shù)規(guī)格，有不同形狀和尺寸，然而不論什么樣的形狀和尺寸，泵體受水壓作用是不得有泄漏的。一般選擇泵體材料時(shí)，要考慮泵的壓出壓力、液體的溫度、化學(xué)性質(zhì)和含有固體顆粒等問題。例如抽送常溫?zé)o腐蝕性的液體，  一般堿溶液以及濃度很高的酸溶液等泵的泵體，選擇普通鑄鐵。但選擇抽選具有易燃性液體的泵材料時(shí)，要優(yōu)選考慮安全問題。針對(duì)這種用途．鑄鐵是易損壞的．當(dāng)發(fā)生火災(zāi)澆水時(shí)即有破壞的危險(xiǎn)。因此石油用泵都采用具有安全性和韌性的鑄鋼。因此如何選擇水泵的材質(zhì)及選擇水泵的材質(zhì)注意事項(xiàng)有如下內(nèi)容。

    (1)壓力在4MPa以下時(shí)，選用鑄鐵類；超過該壓力時(shí)．一般選用鑄鋼．超過9MPa時(shí)，多選用鍛鋼材料制造。對(duì)于多級(jí)泵型號(hào)．由于高速水流流向有壓力差的級(jí)間滑動(dòng)部件，平衡盤及平衡鼓，易發(fā)生對(duì)這些部件的侵蝕作用，因此。滑動(dòng)部件要應(yīng)用防腐的合金件如司太立合會(huì)，或以此做表面件。

    (2)對(duì)于用于化學(xué)腐蝕及固體顆粒磨蝕的泵體的選材．做實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的試驗(yàn)，選擇合宜的材質(zhì)或適用的里襯。作為耐磨材料．以往一般采用硬質(zhì)金屬材料或具有彈性的非金屬材料，前者有高鉻鑄鋼、高錳鑄鋼、白口鐵及鎳鉻冷硬鑄鐵，后者主要為較厚軟質(zhì)橡膠或者塑料粘貼在金屬上作里襯，例如IHF氟塑料化工泵或者脫硫漿液循環(huán)泵產(chǎn)品都是屬于內(nèi)襯泵類產(chǎn)品。

          脫硫漿液循環(huán)泵

   對(duì)于其他零部件材料，主要是泵輪、泵軸、密封環(huán)。泵輪的材料一般與泵體同料，然而因動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速的關(guān)系，泵輪是處于高速流的流體中，在防腐與抗磨蝕方面要比泵體更艱險(xiǎn)，往往要比泵體要求更高的材料才行，這些年為解決水泵磨蝕問題，也首先從泵輪做起。泵軸的材料要符合設(shè)計(jì)的要求，一般采用硬鋼或中硬鋼．也有用高鎳合金的，結(jié)合含沙水流的工況，不受磨蝕是要周全應(yīng)對(duì)的，如不同材料的保護(hù)軸套。密封環(huán)的磨蝕往往決定水泵檢修的關(guān)鍵，從多泥沙河流水泵磨蝕情況看，首先是密封環(huán)的磨損，漏水增加，效率很快降低。因此密封環(huán)的材料更要優(yōu)于泵體及泵輪材料，人們還在精益求精的探索著，如機(jī)械密封裝置等。

    國內(nèi)從20世紀(jì)70年代開始，結(jié)合黃河三門峽水電站改建發(fā)電和70年代初，黃河上大型電灌站的安全長(zhǎng)效運(yùn)行受到泥沙磨損的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)多泥沙河流上的水輪機(jī)和水泵的開發(fā)，在材料優(yōu)選方面也做了許多很有成效的工作。他們從材料開發(fā)著手，通過室內(nèi)力學(xué)性能的篩選．進(jìn)入含沙水流的模擬磨蝕試驗(yàn)比較，進(jìn)而在電站或泵站實(shí)際運(yùn)行考核。幾乎經(jīng)歷30余年的試驗(yàn)的多個(gè)周期的反復(fù)。無論從感性認(rèn)知到理性的提高，經(jīng)歷幾代人的努力。

    抗磨蝕材料從總體上講應(yīng)具備韌性強(qiáng)、硬度高、質(zhì)量均一、結(jié)晶顆粒細(xì)、結(jié)構(gòu)致密、拉力強(qiáng)、疲勞極限高的綜合性能，并具有可加工性和可焊性。

    抗磨蝕材料的試驗(yàn)研究與應(yīng)用是通過探索、實(shí)踐獲得的。初期是追求高硬度的Cr5Cu和考慮抗空蝕疲勞為主的不銹鋼OcTl8Ni9Ti。當(dāng)時(shí)20世紀(jì)70年代初，哈爾濱大電機(jī)研究所、清華大學(xué)和下放的水科院科技人員，在三門峽工地試驗(yàn)場(chǎng)地用黃河水進(jìn)行了大量的各種材料的試驗(yàn)比較和篩選，在改建后的黃河三門峽4號(hào)機(jī)徑流發(fā)電的水輪機(jī)上應(yīng)用，篩選了Cr5Cu作為葉片正面抗磨保護(hù)焊片，oCrl8Ni9Ti作為葉片背面抗空蝕保護(hù)焊片。實(shí)踐中證明cr5cu的耐磨性不如環(huán)氧碳化硅涂層，0Crl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼在渾水條件下抗磨蝕效果不好，以后在葛洲壩水電站改用馬氏體不銹鋼0crl3Ni4M0、Ocrl3Ni6Mo不銹鋼潛水泵。劉家峽水電站4號(hào)機(jī)又采Ocrl3Ni5Mo鑄造新轉(zhuǎn)輪。這一類高強(qiáng)度不銹鋼作為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)材料在20世紀(jì)70年代已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其抗磨蝕性能有一定進(jìn)展．zui近又推出含碳量更低、焊接性能更好的ZG06Crl 6NIjM0(簡(jiǎn)稱16-5)，它是由耐磨強(qiáng)性能優(yōu)良的馬氏體沉淀不銹鋼(17 4PH)演變而來．貴州省魯布革高水頭水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪便采用l 6-5鋼材料，經(jīng)過6個(gè)汛期的長(zhǎng)期運(yùn)行，空蝕磨損輕微。21世紀(jì)初，三門峽

水電站渾水發(fā)電試驗(yàn)表明，16-5鑄鋼的耐磨蝕性能優(yōu)于13～6鋼。另外水利部天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院與德國KsB公司合作試驗(yàn)過的該公司高鉻鑄鋼具有優(yōu)異的耐磨蝕性能，但要特殊加工設(shè)備，由于投標(biāo)萬家寨引黃水泵沒有成功．可惜未能在中國工程中應(yīng)用，目前已用于國外挖泥船的水泵部件。多泥沙河流上的水輪機(jī)和水泵雖然都是含沙水流的過流部件，但因所處的作用不同，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響不一．以及成本預(yù)算的制約，往往先考慮水輪機(jī)的應(yīng)用，逐步再向大型水泵上的移植，現(xiàn)在大型供水泵，因保證率的需要，即使成本較高也必須選擇耐磨蝕性能優(yōu)良的水泵材質(zhì)。但對(duì)以灌溉為主的多泥沙河流上的揚(yáng)水工程水泵，由于保護(hù)涂層的可靠性與抗磨蝕性較母材更優(yōu)良，建議在設(shè)計(jì)過流部件斷面上留有表面再制造工程的保護(hù)涂層合宜余地，保護(hù)涂層可以在檢修周期內(nèi)被磨蝕后修復(fù)或重新涂復(fù)，而過流部件斷面基本無影響，保證葉型完整可循環(huán)使用。而選擇水泵的材質(zhì)不必像水輪機(jī)那樣高標(biāo)準(zhǔn)，鑄鋼為基礎(chǔ)就可以了。

如果流量要求在100m3/h以內(nèi)可以選用氣動(dòng)隔膜泵系列產(chǎn)品。

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