水泵母材和選材建議(上)
水泵母材按部件分,有泵體、泵的葉輪、泵軸和密封件與零部件。泵的使用材料種類(lèi)很多,但針對多泥沙河流,卻難以找到價(jià)廉物美的材料。幾十年來(lái)水泵行業(yè)及應用研究單位,針對我國多泥沙河流的特點(diǎn),對水泵、水輪機行業(yè)的抗磨蝕要求,做了大量的工作,基本上對適用于多泥沙河流的水力機械有較為認同的看法與相應措施。
適合泵各部件材料的基本要求是:
(1)具有承受在運轉中所發(fā)生的應力的物理性能。
(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)濟上和效益上是可行的。
當然,(1)項是必備條件,在其他特殊要求時(shí),例如抗磨蝕對速度與效率的權衡時(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(mǎn)意材料的情況也是有的,要擴展思路,特別是對耐磨蝕表面工程,要有表面再制造的措施,使部件在表面再制造中循環(huán)應用。既是制造技術(shù)上的開(kāi)拓性進(jìn)步又為使用者節省運行維修成本。
泵體材料根據泵的技術(shù)規格,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(wèn)題。例如抽送常溫無(wú)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(wèn)題。針對這種用途,鑄鐵是易損壞的,當發(fā)生火災澆水時(shí)即有破壞的危險。因此石油用泵都采用具有安全性和韌性的鑄鋼。因此在選擇材料時(shí)應考慮如下內容。
(1)壓力在4MPa以下時(shí),選用鑄鐵類(lèi);超過(guò)該壓力時(shí),一般選用鑄鋼,超過(guò)9MPa時(shí),多選用鍛鋼材料制造。對于多級的高壓泵,由于高速水流流向有壓力差的級間滑動(dòng)部件,平衡盤(pán)及平衡鼓,易發(fā)生對這些部件的侵蝕作用,因此,滑動(dòng)部件要應用防腐的合金件如司太立合金,或以此做表面件。
(2)對于用于化學(xué)腐蝕及固體顆粒磨蝕的泵體的選材,最好做實(shí)際運轉狀態(tài)下的試驗,選擇合宜的母材或適用的里襯。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)橡膠粘貼在金屬上作里襯。
對于其他零部材料,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,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(wèn)題,也首先從泵輪做起。泵軸的材料要符合設計的要求,一般采用硬鋼或中硬鋼,也有用高鎳合金的,結合含沙水流的工況,不受磨蝕是要周全應對的,如不同材料的保護軸套。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(zhù),如機械密封裝置等。
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