氟塑料泵與鈦泵在輸送氯堿鹽水的比較

? ? ? ?目前氯堿企業大部分使用鈦泵輸送鹽水介質,使用氟塑料泵輸送任意濃度的硫酸、鹽酸、次氯酸鈉、強堿等強腐蝕性介質。長沙中聯泵業打破機泵選型常規思路,大膽創新,采用氟塑料合金離心泵來替代鈦泵進行鹽水介質的輸送。

? ? ? ?一、氟塑料泵代替鈦泵的可行性

? ? ? ?1.1 氟塑料的特性

? ? ? ?氯堿工業電解裝置通過電解槽電解氯化鈉溶液,生產燒堿、氫氣及氯氣。陽極循環淡鹽水溶液經脫氯處理后,鹽水溫度可達86℃,且具有密度大、易結晶的物理特性。氟塑料具有耐熱、耐寒、耐候、耐溶劑性,絕緣性能及高頻電性能優異,并具有不枯性、自潤滑性、低摩擦系數等特點,可大大滿足鹽水輸送所需的客觀條件。

? ? ? ?（1）熱性能。氟塑料具有難燃性和優異的耐熱性。連續使用溫度可達260℃,短期可在300℃下使用。

? ? ? ?（2）耐藥品性。氟塑料具有卓越的耐藥品性和耐溶劑性,酸、堿、溶劑對其均無浸蝕

? ? ? ?（3）電性能。氟塑料的電性能尤其是高頻電性能是其他材料無法比擬的。

? ? ? ?（4）力學性能。氟塑料分子中含氫、氯原子增加,則其拉伸強度也有所提高;脆化溫度極低,顯示出極好的低溫性能

? ? ? ?（5）不黏性。氟塑料因分子中氟含量高,表面接觸角非常大,氟塑料制品表面上的液體成球狀,具有特異的不黏性。

? ? ? ?（6）耐候性。各品種的氟塑料均具有優異的耐候性,即使在苛刻的溫度下長期曝曬,其各種性能也無變化。

? ? ? ?（7）憎水性。氟塑料吸水率低,尤以PTFE為甚。

? ? ? ?1.2 氟塑料泵價格

? ? ? ?氯堿行業使用的氟塑料泵為氟塑料合金小型耐腐蝕離心泵,因氟材料的廣泛易得及易加工特點,氟塑料泵較鈦泵的成本要低許多。

? ? ? ?1.3 維修費用

? ? ? ?與相同流量、揚程及功率的離心式氟塑料泵相比,鈦泵的配件成本較高。CⅨX系列鈦泵的后蓋約需9000元,而IHF系列氟塑料泵的后蓋僅需2000元左右;更換一套機械密封,氟塑料離心泵約需700元,而鈦泵約需1400元。

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? ? ? ?二、氟塑料泵代替鈦泵存在的問題及解決措施

? ? ? ?飽和鹽水密度為1.33g/m3,且易結晶,針對鹽水介質的物理特性,若選用普通的氟塑料離心泵,存在諸多問題。

? ? ? ?2.1密封問題

? ? ? ?普通氟塑料離心泵均采用外裝式波紋管機械密封的單密封結構形式。靜環選用99.9%氧化鋁陶瓷或碳化硅,動環采用聚四氟乙烯填充材料或碳化硅。

? ? ? ?1)密封端面的磨損嚴重。密封面之間因顆粒泄漏進入端面,加速了密封面的磨損。若采用氧化鋁陶瓷靜環配套聚四氟乙烯填充材料的動環硬對軟)的機械密封結構形式,因鹽水易結晶,在機械密封運轉過程中結晶顆粒進入密封端面,摩擦副中氧化鋁陶瓷端面容易劃傷或加快密封端面的磨損,且由于聚四氟乙烯材質軟,結晶顆粒易嵌入材料,造成密封面的損傷。若采用碳化硅靜環配套碳化硅動環(硬對硬)的機械密封結構形式,在鹽水介質中,因鹽水密度大,碳化硅摩擦副升溫較快,若熱量不及時帶走,易造成機械密封動靜環炸裂,且碳化硅摩擦副形式的機械密封成本較高。

? ? ? ?2)介質側顆粒堵塞。由于顆粒的堆積、架橋,阻礙了彈簧、銷和輔助密封圈的運動,因此補償環的追隨性和浮動性變差。

? ? ? ?3)大氣側顆粒堵塞。常規設計中,密封面內徑和軸或軸套)之間的間隙較小,因此泄漏的固體顆粒不能及時排出,易堆積、阻塞,阻礙了輔助密封圈的運動,導致密封失效

? ? ? ?4)磨蝕。磨蝕是指密封元件表面由于受到磨蝕性顆粒的作用而產生的局部咬蝕、撕裂。通常在使用較軟的鋼材或石墨材料時,由于沖洗水或封液的沖擊而造成磨蝕。在有顆粒介質的情況下,磨蝕更加嚴重。

? ? ? ?5)傳動元件的磨損。由于傳動銷等元件處于顆粒介質中,運動時顆粒的研磨作用加劇了元件本身的磨損。

? ? ? ?2.2強度問題

? ? ? ?普通氟塑料離心泵泵體、后蓋及葉輪結構強度無法完全滿足輸送鹽水介質的工藝要求。

? ? ? ?2.3解決辦法

? ? ? ?1)結合一次鹽水工藝輸送淡鹽水介質,且流量大、揚程高的現狀,將氟塑料離心泵的泵體采用金屬外殼,內襯氟塑料形式進行加強,葉輪及泵蓋均采用金屬嵌件外包氟塑料合金壓制成型,改后的機泵配件強度提高,葉輪及泵體的使用壽命得到了延長。

? ? ? ?2)針對輸送鹽水介質有微量的結晶,將原靜環氧化鋁陶瓷、動環聚四氟乙烯填充材料改為動環和靜環均為硬質合金材質的機封,以提高耐腐蝕、耐磨性能。