浅析化工流程泵的材料选择——大耐泵业2013

 摘要：化工流程泵在石油、化工领域占据重要位置，正确、合理选材成为重中之重。

  关键词：化工流程泵 腐蚀 材料

石油、化工工业在国民经济中占据非常重要的位置，化工流程泵作为关键配套设备也越来越受到人们的关注。由于化工介质的特性错综复杂，加之环境保护要求的不断提高，如何选择合适的材料，以保证设备的正常运转，并达到合理的使用寿命及最低的经济支出，则成为重中之重。

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。

我们在选择材料时应考虑的几点：

1、成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度愈大，腐蚀愈严重。碳钢、不锈钢等在浓度50%左右的硫酸中腐蚀最严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降。在选材时，若浓度变动范围包含腐蚀突变边缘，就须特别注意。

2、杂质：选材者往往只注意介质中的主要成分，而忽略杂质，特别是微量杂质。但在某些情况下却往往由于杂质引起了严重的腐蚀。

3、温度：材料在很低的温度下显脆性，在高温时发生蠕变；某种材料能耐常温的某种介质的腐蚀，但不一定耐高温的该介质的腐蚀；所以材料性能应满足所输送介质温度的要求。同样，温差的影响也不容小视，在工作时同一零件的温差较大时，如在输送高温液体时泵盖加冷却，泵盖与介质接触处温度高膨胀大，与冷却水接触处温度低膨胀小，这样的零件宜采用塑性好的材料，以免运转中由于膨胀不同而产生裂纹。

4、经济性：材料不同，其价格和机加工性能也各不相同，所以在几种材料同时满足腐蚀、温度的要求下，应选择价格相对便宜、机加工性能好的材料。

5、固体颗粒的磨损性：介质中含有磨料性的固体颗粒时，应采用耐磨的材料。

6、材料间的咬合性：对于有相对运动的零件，如轴与轴套、螺栓与螺母、叶轮密封环与泵体密封环等，在选择材料时应使两零件材料的硬度有些差别，否则在装卸和运转中容易互相咬合或擦伤。

现结合多数化工公司的相关产品特点对常用化工泵如何选材做一点简要评述。

  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℃的浓硫酸，碳钢和铸铁有较好的耐蚀性；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。

 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。

  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。

  4.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分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。

  5.盐水 普通钢铁在氯化钠溶液中腐蚀率不太高，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316不锈钢较好。

  6.有机物 常见的有机物基本没有腐蚀性，常用材料均可适用，具体选用时应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是有机物对多种橡胶有溶解性，在选择密封材料时避免出错。

  以上化工产品对应的金属的耐腐蚀性能可参照附表一。此表仅列出部分介质的腐蚀数据。对一种介质来说，要标出所有温度和浓度下的耐蚀性是非常复杂的事情，既不可能，而且在多数情况下也不必要。当我们找不到所需要的介质在某浓度或温度下的数据时，可以按下列原则来确定。

1. 浓度

如缺乏某一特定浓度数据，可参阅临近浓度。

2. 温度

一般温度越高，腐蚀性越大。

金属的耐腐蚀等级符号  腐蚀率，mm/年

★  优良………………………………………＜0.05

☆  良好………………………………………0.05～0.5

○  可用，但腐蚀较重………………………0.5～1.5

×  不适用，腐蚀严重………………………＞1.5



参考文献

`1`腐蚀数据与选材手册



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