结构形式及其选择

1、第4章 介质特性和材料选择 对一个成功的泵装置的基本要示是性能和寿命.性能就是泵的参数:扬程、流量和效率。寿命就是在维持允许的性能情况下必须更换一个或几个零件以前运转的总小时数。主要是在实际运转条件下结构材料抵抗腐蚀、侵蚀或这两种结合的一种量度。在选择泵过流部件的材料时，需要考虑的因素有：用户经验，预期泵寿命（如用于短期或者长期使用），间断或连续使用，泵送有害或有毒液体或液体的条件。液体的腐蚀性因下面的一种或几种情况而不同：温度、浓度、速度、混进的固体和气体。不锈钢通常是指含铬量12%-30%的铁基耐蚀合金。不锈钢的耐蚀性主要是由铬的存在决定的，铁铬二元系是不锈钢的基础。其他合金元素的添加可以

2、影响和改变合金组织和性能。依碳含量的不同，可把18%铬不锈钢分成三类。即0.08%碳的铁素体饮，0.08%0.22%碳的奥氏体铁素体钢及大于0.22%碳的奥氏体钢。4.1 选择材料时应考虑的问题1)介质的腐蚀性:材料对于介质的耐腐蚀性是有一定范围的,例如1Cr18Ni9耐中、稀浓度的硝酸或有机酸的腐蚀，但不耐稀硫酸、盐酸的腐蚀。2）电化学腐蚀：在泵的整个流道最好用相同的金属材料3）介质温度：材料在很低的温度下显脆性，在高温时会产生蠕变；某种材料能耐常温的某种介质的腐蚀。但不定耐高温的该介质的腐蚀；所以材料性能应满足输送介质温度的要求。 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

3、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。7）同一零件上温差的大小：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。8）需要焊接的零件：在铸造、加工及使用过程中需要补焊的零件应用焊接性比较好的

4、材料，如低碳钢的焊接性比高碳钢的焊接性好。9）单级扬程很高：单级扬程很高的泵，其液体流速很高，过流部件应选用耐冲刷、抗汽蚀的高强度钢，如沉淀硬化不锈钢。哈氏B不耐腐蚀。体积分数小于饱和浓度。注：1.材料代号：A铸铁和铸钢； B铬13不锈钢（12铬钢） C铬18镍9奥氏体不锈钢（304）； D铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢（316）； E铬20镍22-30不锈钢（20号合金）； F镍铬铁钼合金（哈氏合金B） G镍70铜30合金（Monel）; H耐酸青铜； I钛及钛合金。2上标表示温度范围： 无上标表示25、50、80、100四种温度。 A表示25，b表示50，c表示80，d表示100。1 腐

5、蚀性能代号：1耐腐蚀性能优良（腐蚀率<0.05mm/年） 2耐腐蚀性能良好（腐蚀率<0.050.5mm/年） 3耐腐蚀性能较差（腐蚀率0.5<1.5mm/年） 4不耐腐蚀（腐蚀率>1.5mm/年）介质质量分数（%）材料ABCDEFGHI无机酸硫酸（不充气）5442a,4c2a,4bcd211a,2bcd22a103044443abc,4d11a,2bcd24405044442ab,3c,4d1a,2bcd1a,2bcd2460703ab,4cd4442ab,3c,4d1a,2bcd1a,2bc,3d3a4902a,3b,4cd42a4d2a, 4cd2ab,3c,4d1

6、4441002a,3b,4cd3a2a,3b,4d2abc,3d2ab,3c,2d1444发烟硫酸43a4421b,4d444硝酸2042abc,4d1114441306041a,2bc,3d1ab,2cd1a,2bcd1ab,2cd44417041a,2bc,3d1a,2bc,3d1a,2bc1a,2bcd44418042a,3b,4cd1a,2bc,3d1a,2b,4c1a,2b,3cd4441ab,2c9042a,3b,4cd1a,3bc,4d1a,4b1a,2b,3cd4441ab,2c10043a,4bcd1a,4b1a,4b1a,4d4441ab,2c红发烟硝酸3a2a1a,2b,

7、4c1ab,4cd1ab,4c4441a白发烟销酸441a,4b2a,4b2a4444盐酸（不充气）10444441ab,2cd2a,4b2ab,3c,4d2a20444441a,2bcd42ab,3c,4d2a,4b30444441a,2bcd43a,4b2a,4b40444441a,4cd444磷酸（不充气）25444221224255044422122450854442222249044422242abc,4d4100444221ab444氢氟酸（不充气）1044444212410704444421a,2abc2a470902a,4bcd444423ab441002ab,3c,4d42a

8、,4b2a2a242abc4亚硝酸5442a2abc2c4444104442abc2c4444100442a2a2a4444碳酸102a1a12a11a12a1302a1a11d11a12a11002a1a1121a2a,1bcd2a1氯酸100444442a*44410044442abc2a*444铬酸1044442ab,4d2*2ab,4c411030442a,4bcd42ab,4d2*44130502a4442ab2a*44150802a44442a*4411001a4442ab2a*441 介质质量分数 材料ABCDEFGHI硼酸10321111221205042abc,3d22213

9、bc,2d21708043d42a,4d142100422ab2ab2ab122a绿磺酸10443a442a441904442a2a1a4411002ab，3cd42a2ab2ab13a31甲酸42ab,4c22113ab,4cd21abc43a,4bcd43113ab,4cd24醋酸（不充气）2044211111a,2bcd1205044311111a,2bcd16090442abc,4d1a,2bc,3d1a,2bcd111a1100442abc,4d1a,2bc,3d1a,2bcd111a,2b,4d1丁酸103a31ab,2cd1113a,2bcd21209043a,4b2abc,3d

10、111221100442abc,4d1112abc,3d21软脂酸11a,2bcd11122a21硬脂酸4211212a,3bcd31油酸10032a42a1a,2bcd221100322222221一氯醋酸10442a2a2a2242207044442a224180100442ab,4d2ab2a1241乳酸60442ab,3c,4d1ab,2cd1ab,2cd242a17090444d22221100442a,4d2222ab1草酸1042a,4b1a,4d2ab,4d22222a,4b209042a2a,4d2a,4d222a23a,4b1004444223a3a,4b葡萄糖酸10403

11、22a2a1a215031ab,2cd1ab2a1a216090322a21211003222122苯甲酸704221809042a22a11004222222碱及氢氧化物介质质量分数（）材料ABCDEFGHI氢氧化钠201a,2bcd21a,3bc,4d11111 a,2bcd230501a,2b,3cd2a,3cd1a,3bc,4d1ab,2c,4d1ab,2cd112abc,4d702ab,4cd4d2 a bc,4d1ab,2cd2 a bc,4d11d4b802a,4bcd4d2 a bc,4d1ab,2c,4d2 a bc,4d4c1002a ,4c42121a1a4氢氧化钾102

12、22222121105022212212abc,3d2a502a,3bc,4d2abc,4d2abc,4d2abc,4d2214a2a60702a,4bcd4d2abc,3d2abc,3d24a2a802a,4bcd2a,4d2a22ab12a,3bcd2a1002a1a1a1a2a2ab2a氢氧化铵301ab,2cd1ab,2cd11a,2bcd1a,2bcd1441309011a,2bcd1a14100111111141abc氢氧化钙102211212213011212ab1503d12111002a2a1氢氧化镁10221122a111a10902211210011111121氢氧化钡5

13、02221122411002a2a2a2a2a22a41氢氧化铝1022112222120402a2122040212氢氧化铁2a1a1a1a2a2a氢氧化铬22222222盐硫酸铵50443a22223a110042a42a2a,4b销酸铵501a,2bcd21112443 a501002144磷酸铵103a41ab,2cd1a,2bcd222411030441ab,2cd1a,2bcd214碳酸铵602ab,3cd21a,2bcd1a,2bcd2224160902ab,3cd222d1001a2222a2 a氯化铵2044422124ab,2c120404442212d4150444221

14、a,4cd4介质质量分数（）材料ABCDEFGHI氯化铵1002a42224硫化铵10222221a24109022241001a22224醋酸铵101ab111111420501ab1abc1ab41001a1111114硫酸钠1023a,4b11111212040241111224090241111ab1002411112a2a硝酸钠401ab,2c,3d21112a12a140701ab,2c,3d2111170901ab,2c,3d211100122a ,4c2a2a2a3a碳酸钠10111111111204012abc,1d2ab,1cd2ab,1cd2ab,1cd2bc,1d2bc

15、,1d11d100121abc,2d21ab,2c22a2a4氯化钠104a,3bc,4d2a,4bd22a,4b2211abc120303a, 4d2222211001ab42abc11a1a,4d41a硫化钠203a42abc,4d1abc,2d1abc,2d224130504d22abc22d241ab6032a,3b,4c44d3d410022424甲酸钠80222212221001d1222醋酸钠10121112121106012222212110012a222111硫酸钾202abc,4d111111111001abc,4d2a2a1a1a2a21a硝酸钾9022222222110

16、012a12a1a2a1a磷酸三钾101111221a103011111a301001a碳酸钾702abc,4d21212221701002abc,4d2a2212a22a氯化钾102a2a2abc,4d11221110303ab44112211介质质量分数（）材料ABCDEFGHI氯化钾1001a441a2a2a硫化钾1042a1abc1abc2a2a4411002ab2a2a2a44高锰酸钾302abc,3d2a222221a1002a2a2a1a2甲酸钾1111醋酸钾1a,2bcd2222221硫酸铝504411112ab,4d216090441a,4d4d1100442abc,4d22

17、12硝酸铝10421abc,2d222a2a110042a1abc,2d2a2a1氯化铝104442abc1ab,2cd11a,2b1a2abc,4d20304443abc3ab d11a,2b2a,4bcd2ab,4d50704443abc2abc1441001a,4c1a,4c43abc1a,4b13b,4c1a,4d2a,4d甲酸铝103a2222222a11004221abc,3d2222a1醋酸铝20421a,2b cd111ab,2cd221309041ab11ab,2cd2110022a,3b111ab,2cd221硫酸镁40141111111507014221111d1002a

18、32211ab2a2a2硝酸镁22122222abc2碳酸镁102a2a2222222202a2a2a2a2a1002a2a2a2a2a22a2a氯化镁102a,3b,4cd3a,2b321122120302a,3b,4cd42211221503c22b2a1a1001a4212a2硫酸钙10221122221ab209011210022a212222a1硝酸钙102a,4d212222212040221222ad2d磷酸钙10222222213022100222碳酸钙102212a22a1209012a110012a12a2a22a2a1氯化钙1012a2ab c,4d2a ,4b1111a

19、,2bc120402ab,3c,4d2a2ab c,4d2ab2111a,2bc1介质质量分数（）材料ABCDEFGHI氯化钙50702ab,3c,4d2a2abc,4d2abc212bcd1a,2bc110014d2a1212a1a硫化钙222221a24醋酸钙302a,3d22222221309022221003a22222221硫酸铁1042a1abc,2d111ab,2c441a209041abc,2d1410042a2a1ab2a4硝酸铁1042ab,3c1a,2bcd1a,2bcd11a*44205042a1a,2bcd1a,2bcd12a*4410042a2a144氯化铁1044

20、4441a434416010044444441硫酸亚铁1042222222ab,4cd1204042a2221314010042a2a2a22a1a硫酸铬104442a,4b223d2ab20304442a223d2ab1004443a23a3a硝酸铬2221磷酸铬3a22222221氯化铬43a42a22（干）硫酸锌103043a,4d11222114043a,4d22222114010043a,4d22211硝酸锌10222碳酸锌1a2a2a2a2a2a22a氯化锌10442ab2a,4d2221ab,2cd11070444422d221100142223ab,4

21、cd硫酸铅1042222222d1090422210022222222硝酸铅1042a2222211040422222110022a2a2a221碳酸铅42222222氯化铅104444223a2a1004422224d3d介质质量分数（）材料ABCDEFGHI硫酸钡1021ab,2cd22222a1209022221100222222221硝酸钡102a,4d122241a3012241002a2222碳酸钡102a21a,2bcd22221a20902a21002a2a1a2a2a222a氯化钡102a,4d3a,4d2a,4d22222a120402a,4d2a,4d2a22224100

22、1a32222a4硫化钡101a2a2a2a2a441a1001a,3b,4c2abc222441a硫酸铜3042a22112a2a,3bc1407043d222d1d3d110042a221ab,2cd13abc硝酸铜42221ab,2cd2a441a碳酸铜102a2a2a2a2a2a2a2a2a氯化铜40444442a,4b421有机物甲醇221111111乙醇111a,2bcd111111丙醇111111111苯甲醇1a,4d22222221苯乙醇111111111乙二醇2211111ab,2cd21甘油411111a11a,2bcd1ab甲醛103042111211140503a21a

23、b,2cd1ab,2cd2222180904cd1abc1ab1ab1abc2abc1ab10012a1a1a121a1a1多聚甲醛111112112丙醛1ab1a1a1a1a11a41a糠醛302222222140602a2a2a2a18090222222110022222221（二）甲醚222122221（二）乙醚1ab,2cd11112121丙酮1002a2a,4d1111111介质质量分数（）材料ABCDEFGHI丙酮10011111 ab1111甲酸甲脂<30222222221 a409021 a1001 a1 a1 a1 a21 a1 a1 a甲酸乙脂2a,4d2222222

24、a1甲烷111111111乙烷111111111乙炔111111111乙稀111111111丙烷111111111丙稀111111111甲苯111111111二甲苯211121211原油2d3a2122a442a矿油2abc2abc1abc2a汽油212111abc1a1煤油2112abc1abc1石脑油111111111润滑油22abc1abc2abc1沥青2abc2abc2abc2abc1abc1a二氯甲烷（干）干221ab,2 c,4d221<4021809041ab,2 cd21ab22a,3b,4d11001ab c,2d21a,2b cd1氯乙醇22221二氯丙醇（二氯甘油）

25、22222222 a 苯酚80901ab c,3d4222121ab c,3d1a1002ab c11ab c1111a尿素3a22222a2a1喹啉321122221a吗啉11111111硝基苯121112211硝化甘油1a1a1a1a1a1a1a1a硫醇1a1a1a1a1a44聚乙烯111111111聚氯乙烯1a11ab工 业 原 料肥皂液31113a11漂白液C1<3%4442a41a油漆41111a介质质量分数（）材料ABCDEFGHI墨水411琼脂41a1a1a糖精溶液3a2222222樟脑222222221青霉素42a2a1a滴滴滴DDD41a222221a1毒杀芬41a2a

26、2a2a1a2a1a1a食品行业醋43a21112ab c2a1a酵母41ab1ab1a1a酒43a1ab1ab1ab2ab2a2a啤酒43a1ab c1ab c1a1a1糖液3a211112ab c,1d1a1葡萄糖2ab1a1ab c1ab c1ab c1a果汁41a1ab c1ab c1ab1ab12a牛奶421111ab2a2ab c淀粉211猪油4112ab1ab1植物油11a1112a141海水流速<1.5m/s431a1a1a1ab c1a1a1a流速<1.5m/s441a1a1a1a41a哈氏B不耐腐蚀。体积分数小于饱和浓度。注：1.材料代号：A铸铁和铸钢； B铬1

27、3不锈钢（12铬钢） C铬18镍9奥氏体不锈钢（304）； D铬18镍12钼（钛）奥氏体不锈钢（316）； E铬20镍22-30不锈钢（20号合金）； F镍铬铁钼合金（哈氏合金B） G镍70铜30合金（Monel）; H耐酸青铜； I钛及钛合金。2上标表示温度范围： 无上标表示25、50、80、100四种温度。 A表示25，b表示50，c表示80，d表示100。2 腐蚀性能代号：1耐腐蚀性能优良（腐蚀率<0.05mm/年） 2耐腐蚀性能良好（腐蚀率<0.050.5mm/年） 3耐腐蚀性能较差（腐蚀率0.5<1.5mm/年） 4不耐腐蚀（腐蚀率>1.5mm/年）4.3材料

28、等级和选用根据泵的使用条件，将泵的主要零部件材料分为13个等级,如下表所示.API610材料等级选用如下表所示。使用条件温度范围压力范围材料的等级见注解号/淡不、冷凝水、冷却塔水100212全部1-1或1-2沸水和工业流程用水锅炉给水轴向中开泵双层壳体泵（圆筒体）1201201751759595250250350350200200全部全部全部全部全部1-1或1-2S-5C-6C-6S-6555锅炉循环器内的锅炉给水95200全部C-6污水、回流储罐水、排泄水含这些水的烃类（包括回流液）175175350350全部全部S-3或S-6C-6丙烷、丁烷、液化石油气和氨（NH3）230450全部S-1

29、柴油、汽油、石脑油、煤油、粗些油、润滑油、燃料油、残渣油、原油、沥青、合成源油油脚230230370370450450700700全部全部全部S-1S-6C-66，76无腐蚀性的烃类，例如催化重整油、加氢裂化油、脱硫油等230370450700全部S-47二甲苯、甲苯、丙酮、苯、糖醛、甲乙丙酮（MEK）、异丙基苯230450全部S-1碳酸钠、试硫液175350全部I-1浓度20%的苛性碱（氢氧化钠）100100210210全部全部S-189海水95200全部10酸性水（含硫水）260470全部D-1硫黄（液态）全部全部全部S-1FCC浆370700全部C-6碳酸钠175370350700全部全

30、部C-6S-8一乙醇氨（MEA）、二乙醇氨（DEA）、醇氨（TEA）原料溶液120250全部S-1二乙醇氨、醇氨贫溶液120250全部S-18阂灰掖及 贫溶液(只有CO2)80150175300全部S-98一乙醇氨*贫溶液(CO2和H2S)80150175300全部8、11一乙醇氨、二乙醇氨、醇氨富溶液80175全部S-18硫酸浓度85%85-1%38230100450全部全部S-1A-866浓度96%的氢氟酸38100全部S-96注: 1.凡使用条件与本表所列使用条件有明显不同时,应取得特定的具体推荐材料. 2.推荐用于化学物料的铸欣泵壳.只取于无危害的场合,在工艺流程附近使用的泵,或者由于

31、事故逸出的蒸汽会造成危害环境的泵,或者可能受到水力冲击(例如进料用)的泵应采用刚制泵壳. 3.机械密封的材料:对含有氯化物的流体,全部弹簧及其他金属零件应用20号合金或更优的材料.含有芬芳烃的使用条件均不应采用丁腈橡胶和氯丁橡胶.超过95(200)含芬芳烃的使用条件不应采用维顿氟橡胶. 4.水的含氧量和缓冲作用在选择材料时应予考虑.5.污水、超过230(450)的烃类、酸和酸渣的腐蚀性可能差别很大。应取得各种使用条件下的推荐材料。上表指出的材料等级对于很多这类使用条件是令人满意的，但必须经过验证。6如果材料的腐蚀性低，S-4级材料可用于231370（451700）的使用条件。在每种具体情况下，应取得具体的推荐材料。7所有的焊缝都应消除应力。8应当采用20号合金钢或蒙乃尔材料及配有有压的密封油系统的双重机械密封。9对于海水介质，买方和卖方应该共同商定最合适预定使用条件的结构材料。10