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鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-03-20  來源:中國泵閥網  瀏覽次數:12901
核心提示:  鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵張惠軒張雅萍2,李建軍3(1.太原理工大學,太原030024;2.運城市北趙引黃工程建設管理局,運城044200;3.運城市運禹泵業防腐耐磨泵研發中心,運城044000)

  鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵張惠軒張雅萍2,李建軍3(1.太原理工大學,太原030024;2.運城市北趙引黃工程建設管理局,運城044200;3.運城市運禹泵業防腐耐磨泵研發中心,運城044000)泵蓋、較大葉輪的過流面涂覆納米陶瓷增強塑料防腐耐磨涂層,較小葉輪整體由不鎊鋼金屬陶瓷制成,密封環整體采用增韌陶瓷制成,泵軸的過流端頭為不鎊鋼段或鈦合金段,與碳鋼段摩擦焊對接成雙金屬軸。鋼塑陶瓷三者有機結合充分發揮了金屬結構的高強度、特種塑料的強耐蝕和陶瓷的強耐磨作用,經濟有效地實現了離心泵的防腐耐磨需要。它適用于熱電廠燃煤脫硫除塵用泵,適用于高硫煤礦、洗選冶煉廠、焦化廠、造紙廠、石油、化工、化肥、制藥、污水處理等含酸堿鹽及灰渣液體輸送用泵。

  隨著工業的飛速發展和環保治理的加強,腐蝕性和含灰渣液體用離心泵輸送愈來愈多。目前,具有防腐耐磨性能的離心泵有陶瓷防腐耐磨離心泵,是燒制陶瓷件,外用鑄鐵鎧裝,制造工藝不利設備基金項目:山西省教育廳高校科技研究開發資助,項目號:化,只有少量小型型號,最大功率做到45kW,成本高。選用304、321、316、316乙、鈦合金等中高耐蝕等級不銹鋼等制作的防腐離心泵,在不少場合適應,但防腐蝕性能也有限,如316L不銹鋼材質對含鹽酸液體不適用,且耐磨要求得不到滿足和兼顧,成本高,目前的不銹鋼離心泵功率做到160kW.我國離心泵的材質主要是鑄鐵或鑄鋼,生產的離心泵功率可達1200kW,由于腐蝕或磨損問題不適應在含酸堿渣的場合使用。工程塑料防腐蝕性能好,適應性強,幾乎覆蓋所有化學液體品種、濃度和溫度,如可熔性聚四氟乙烯PFA、乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE(或F40)、聚全氟乙丙烯FEP(或F46)、乙烯-三氟氯乙烯ECTFE(或F30)、聚苯硫醚PPS、氯化聚醚CPE、環氧樹脂Epoxy(或EP)等。但塑料離心泵強度低,襯塑離心泵因為工藝需要模具,所以型號少,目前襯塑離心泵只能做到55kW.鋼塑陶瓷復合防腐耐磨技術較好地解決了大功率離心泵的防腐耐磨問題,該技術已獲得了國家專利,專利號ZL.200820002752.1. 1鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵部件的防腐耐磨整體配套方案鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵結構示意圖見。按介紹關鍵部件的制作和選材2.鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵結構示意圖泵體1和泵蓋2是灰鐵鑄件,經車床加工,裝配面加工尺寸比原圖紙變化1.5mm/面,進水葉口鑲嵌陶瓷密封環6.之后,(1)做整件磷化電泳防腐底涂層,工藝是把泵體、泵蓋經噴砂或拋丸后,依次進入除油(脫脂)池、水洗池、除銹酸洗池、水洗池、中和(表調)池,磷化池(磷酸鋅系磷化液)、水洗池、鈍化池,陰級電泳池。當電泳液是H11黑環氧烘干導電電泳底漆時,電泳電壓200V,電泳時間23min,固化溫度160190°C,烘烤時間2030min,電泳底涂層厚2030m.(2)做內部過流面耐磨防腐厚涂層7,對熱熔噴涂改性環氧型耐磨防腐粉末涂料,過流泵件在190C恒溫30min,熱熔噴涂,再固化,一次厚度約300pm,一般重復兩次,厚度控制在600m以上。耐磨防腐涂料主要由粘結主樹脂、改性劑、陶瓷粉、鉬、納米增強劑組成。(3)做防腐封閉面涂層,對主樹脂為環氧、改性劑為酚醛時,在190C恒溫30min,熱熔噴涂防腐面涂層,循環兩次,厚度控制在200pm.電泳底涂層、中間防腐耐磨厚涂層、面防腐封閉層總厚度控制在800pm以上。在根據介質要求設計選擇材料品種和相應工藝參數時,掌握組成中主要樹脂材料性質相同或相容以及固化溫度匹配,后一次不能影響前一次。上面介紹的工藝參數是以改性環氧樹脂為粘接劑材料,對氟樹脂等其它品種工藝參數要變化。(4)裝配面使用車床專用怠具,精密加工恢復原圖紙尺寸。

  較小型號的葉輪5整體上是由粉未不銹鋼和陶瓷材料制成,或由塑基陶瓷材料制成。較大型號葉輪5是在灰鐵或鑄鋼鑄造時,軸孔處加不銹鋼(321、316L)厚壁管芯,葉口外徑、外園直徑、葉口軸向尺寸車床加工時變化1.5mm/面,做噴砂拋丸前處理。之后,第一做磷化電泳防腐底涂層;第二做防腐耐磨厚涂層;第三做防腐封閉面涂層;第四使用車床專用怠具精密加工,恢復葉口、外園原圖紙尺寸。

  與45號碳鋼摩擦焊對接的雙金屬軸;葉輪固定鍵、墊片和葉母均為不銹鋼(321、316L、鈦合金)。

  機械密封材質是氟膠、304不銹鋼金屬架和彈簧、碳化硅陶瓷對碳石墨磨塊。

  泵體、泵蓋裝配面密封圈材質是氟橡膠。

  2鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵的性能和主要用途泵的防腐性能除涂層材料外,還取決于泵軸、葉母等不銹鋼配套件的材質,如果選304、321、316、316L、鈦合金等其中的一種,則泵的防腐性能就是對應的不銹鋼材質的防腐性能,這是因為塑料復合涂層材料防腐性能優于不銹鋼,但塑料不能作軸,目前小型化工泵有塑料包裹金屬軸。除用戶訂制要求外,一般化工材質為304不銹鋼,涂層為以EP為主的復合材料。這種配置的泵,其防腐性能是應對酸堿度pH值311范圍內的酸性或堿性介質,溫度在一20100C,熱水泵使用相應的水循環冷卻泵蓋。污水中允許有<3%的固含量、粒徑)<3mm.多年實踐證明,此泵適合礦山地下礬水,如高硫煤礦、鋁礦、磷礦等有腐蝕性涌水的礦山排水用泵;適用于選礦廠和冶煉廠如黃金、鉬、釩、鈹、鉛、鐵、鋁、鎂等化學選礦防腐耐磨用泵;適用于高硫煤洗煤廠、焦化廠、造紙廠流程用泵;適用于電廠等燃煤鍋爐煙囪脫硫除塵器配套用泵;適用于石油、化工、化肥、制藥、污水處理廠等含酸堿鹽液體輸送用泵;也適用于食品飲料和釀造企業防腐防銹衛生環保用泵。

  表1渾化泵管磨腐蝕動態仿真試驗臺主要技術指標泵揚程125 m管道內徑40 mm液體塔罐容積700 L葉輪最大線速度47. 8m/s試驗溫度常溫80C電機轉速2900 r/min泵管壓力1.25MPa電機功率30kW離心泵型號IS65-40-315根據試驗時間、失重或厚度減少。

  3特點和優勢對高性能防腐工程塑料涂層材料PFA、ETFE、FEP、ECTFE、PPS、CPE、EP制作的豐富經驗是取得優異工程業績的條件保障。具有自主知識產權的專利(專利號CL200820002752. 1)產品“鋼塑陶瓷復合防腐離心泵”已經推廣實施應用。已應用于防腐耐磨液下污水泵,應用于防腐耐磨管道和槽罐。鋼塑陶瓷復合防腐耐磨潛污泵已申請了國家專利(申該技術的主要特點是納米陶瓷增強特種塑料防腐耐磨涂層材料配制,高結合力和復雜形狀的鋼塑復合工藝,防腐耐磨涂層厚度的按需控制。由于不是整體使用價格昂貴的特種不銹鋼或稀有塑料,而是利用普通鋼鐵和部分不銹鋼的強度優勢,納米陶瓷增強塑料的防腐耐磨優勢,陶瓷的強耐磨防腐優勢,鋼塑陶瓷有機結合使防腐泵做到了大型化、多品種、高壽命、低價位,是一種經濟型高性價比的節能環保泵。歸納有如下突出特點:具有金屬結構的高強度、特種塑料的強防腐和陶瓷的強耐磨作用,三者有機結合,經濟有效地實現了大流量高揚程離心泵的防腐耐磨需要。

  因加工防腐耐磨涂層不需模具,所以涂裝基本不改變原有金屬泵的結構尺寸。因此泵的品種型號可以多樣化和標準化,而且制造工藝簡單,維修方便。

  可以有針對性地使用涂層材料,所以防腐性能可靠,用途廣泛。

  (5)與不銹鋼泵或合金泵比較,既提高了防腐耐磨性能,又降低了成本,還填補了不銹鋼泵做不到的大型泵空白。

  4工程應用從山西省教委資助項目“化工離心泵新型涂塑防腐技術開發”的研究開始,首先試驗研究適用于泵高速運轉工況的防腐耐磨材料,為此建立了“渾化泵管磨腐蝕動態仿真試驗臺”,該試驗臺主要技術指標如表1.通過配制不同濃度的酸堿液體和加不同比例的石英砂,在試驗臺上對防腐耐磨涂層EP材料進行測試,即環氧樹脂類涂層防腐耐磨離心泵適用條件和性能指標如表2.表2防腐耐磨環氧樹脂涂層的仿真試驗條件和性能指標涂層材料涂層厚度試驗條件預測涂層壽命靜動態腐蝕雖有區別,但材料品種決定了抗腐蝕使用性能,為此配套選材主要依據為左景伊的腐蝕數據手冊。為了檢測鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵的實用性、防腐耐磨涂層在多領域不同液體的抗水流沖擊能力、與基體的粘結強度,對研制的防腐耐磨離心泵進行了大量的工業性試用,在不同行業的單位和工況中試用結果表明,離心泵滿足使用要求,效果良好。情況見表3. 5結論鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵泵體渦殼過流內表面防腐耐磨厚涂層性能可靠,能滿足含酸堿鹽、含灰渣液體的使用要求。

  泵體各部件性能配套合理,整臺泵的防腐壽命長。

  鋼塑陶瓷復合防腐耐磨離心泵最經濟有效地實現了大流量高揚程離心泵的防腐蝕和耐磨需要,與不銹鋼泵或合金泵比較,既提高了性能,又降低了成本。

 
 
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