如何选择水泵的材质让水泵耐用

如何选择水泵的材质,如何选择水泵让水泵耐用

  水泵的材质按部件分，有泵体、泵的叶轮、泵轴和密封件与零部件。水泵的材质种类很多，但针对多泥沙河流，却难以找到价廉物美的材料。几十年来水泵行业及应用研究单位，针对我国多泥沙河流的特点，对水泵、水轮机行业的抗磨蚀要求，做了大量的工作,基本上对适用于多泥沙河流的水力机械有较为认同的看法与相应措施。

    适合泵各部件材料的基本要求是：

    (1)具有承受在运转中所发生的应力的物理性能。

    (2)能够铸造和加工成效率高的形状。

    (3)在要求有耐磨蚀或其他耐热、耐寒性方面也具备同等性能。

    (4)经济上和效益上是可行的。

    当然，(1)项是*条件，在其他特殊要求时，例如抗磨蚀对速度与效率的权衡时．要限制速度时要稍微影响一些效率也是可取的。在实用上找不到满意材料的情况也是有的．要扩展思路，特别是对耐磨蚀表面工程，要有表面再制造的措施，使部件在表面再制造中循环应用。既是制造技术上的开拓性进步又为使用者节省运行维修成本。

 泵体材料根据泵的技术规格，有不同形状和尺寸，然而不论什么样的形状和尺寸，泵体受水压作用是不得有泄漏的。一般选择泵体材料时，要考虑泵的压出压力、液体的温度、化学性质和含有固体颗粒等问题。例如抽送常温无腐蚀性的液体，  一般碱溶液以及浓度很高的酸溶液等泵的泵体，选择普通铸铁。但选择抽选具有易燃性液体的泵材料时，要优选考虑安全问题。针对这种用途．铸铁是易损坏的．当发生火灾浇水时即有破坏的危险。因此石油用泵都采用具有安全性和韧性的铸钢。因此如何选择水泵的材质及选择水泵的材质注意事项有如下内容。

    (1)压力在4MPa以下时，选用铸铁类；超过该压力时．一般选用铸钢．超过9MPa时，多选用锻钢材料制造。对于多级泵型号．由于高速水流流向有压力差的级间滑动部件，平衡盘及平衡鼓，易发生对这些部件的侵蚀作用，因此。滑动部件要应用防腐的合金件如司太立合会，或以此做表面件。

    (2)对于用于化学腐蚀及固体颗粒磨蚀的泵体的选材．做实际运转状态下的试验，选择合宜的材质或适用的里衬。作为耐磨材料．以往一般采用硬质金属材料或具有弹性的非金属材料，前者有高铬铸钢、高锰铸钢、白口铁及镍铬冷硬铸铁，后者主要为较厚软质橡胶或者塑料粘贴在金属上作里衬，例如IHF氟塑料化工泵或者脱硫浆液循环泵产品都是属于内衬泵类产品。

          脱硫浆液循环泵

   对于其他零部件材料，主要是泵轮、泵轴、密封环。泵轮的材料一般与泵体同料，然而因动态转速的关系，泵轮是处于高速流的流体中，在防腐与抗磨蚀方面要比泵体更艰险，往往要比泵体要求更高的材料才行，这些年为解决水泵磨蚀问题，也首先从泵轮做起。泵轴的材料要符合设计的要求，一般采用硬钢或中硬钢．也有用高镍合金的，结合含沙水流的工况，不受磨蚀是要周全应对的，如不同材料的保护轴套。密封环的磨蚀往往决定水泵检修的关键，从多泥沙河流水泵磨蚀情况看，首先是密封环的磨损，漏水增加，效率很快降低。因此密封环的材料更要优于泵体及泵轮材料，人们还在精益求精的探索着，如机械密封装置等。

    国内从20世纪70年代开始，结合黄河三门峡水电站改建发电和70年代初，黄河上大型电灌站的安全长效运行受到泥沙磨损的严峻挑战。针对多泥沙河流上的水轮机和水泵的开发，在材料优选方面也做了许多很有成效的工作。他们从材料开发着手，通过室内力学性能的筛选．进入含沙水流的模拟磨蚀试验比较，进而在电站或泵站实际运行考核。几乎经历30余年的试验的多个周期的反复。无论从感性认知到理性的提高，经历几代人的努力。

    抗磨蚀材料从总体上讲应具备韧性强、硬度高、质量均一、结晶颗粒细、结构致密、拉力强、疲劳极限高的综合性能，并具有可加工性和可焊性。

    抗磨蚀材料的试验研究与应用是通过探索、实践获得的。初期是追求高硬度的Cr5Cu和考虑抗空蚀疲劳为主的不锈钢OcTl8Ni9Ti。当时20世纪70年代初，哈尔滨大电机研究所、清华大学和下放的水科院科技人员，在三门峡工地试验场地用黄河水进行了大量的各种材料的试验比较和筛选，在改建后的黄河三门峡4号机径流发电的水轮机上应用，筛选了Cr5Cu作为叶片正面抗磨保护焊片，oCrl8Ni9Ti作为叶片背面抗空蚀保护焊片。实践中证明cr5cu的耐磨性不如环氧碳化硅涂层，0Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢在浑水条件下抗磨蚀效果不好，以后在葛洲坝水电站改用马氏体不锈钢0crl3Ni4M0、Ocrl3Ni6Mo不锈钢潜水泵。刘家峡水电站4号机又采Ocrl3Ni5Mo铸造新转轮。这一类高强度不锈钢作为水轮机转轮结构材料在20世纪70年代已经广泛应用，其抗磨蚀性能有一定进展．zui近又推出含碳量更低、焊接性能更好的ZG06Crl 6NIjM0(简称16-5)，它是由耐磨强性能优良的马氏体沉淀不锈钢(17 4PH)演变而来．贵州省鲁布革高水头水轮机转轮便采用l 6-5钢材料，经过6个汛期的长期运行，空蚀磨损轻微。21世纪初，三门峡

水电站浑水发电试验表明，16-5铸钢的耐磨蚀性能优于13～6钢。另外水利部天津勘测设计研究院与德国KsB公司合作试验过的该公司高铬铸钢具有优异的耐磨蚀性能，但要特殊加工设备，由于投标万家寨引黄水泵没有成功．可惜未能在中国工程中应用，目前已用于国外挖泥船的水泵部件。多泥沙河流上的水轮机和水泵虽然都是含沙水流的过流部件，但因所处的作用不同，对国民经济的影响不一．以及成本预算的制约，往往先考虑水轮机的应用，逐步再向大型水泵上的移植，现在大型供水泵，因保证率的需要，即使成本较高也必须选择耐磨蚀性能优良的水泵材质。但对以灌溉为主的多泥沙河流上的扬水工程水泵，由于保护涂层的可靠性与抗磨蚀性较母材更优良，建议在设计过流部件断面上留有表面再制造工程的保护涂层合宜余地，保护涂层可以在检修周期内被磨蚀后修复或重新涂复，而过流部件断面基本无影响，保证叶型完整可循环使用。而选择水泵的材质不必像水轮机那样高标准，铸钢为基础就可以了。

如果流量要求在100m3/h以内可以选用气动隔膜泵系列产品。

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