常用除盐水离心泵泵体（蜗壳）材料 多级离心泵机械密封失效原因

常用除盐水离心泵泵体（蜗壳）材料

除盐水离心泵泵体（蜗壳）常用材料选择考虑因素：a 强度；b 耐腐蚀；c 耐磨粒磨损；d 铸造和机械加工性能；e 焊接修补性能；f成本。 1 铸铁 对于大多数输送液体应用来说，灰铸铁是制造泵壳体的较好材料。对于单级泵，通常灰铸铁有足够的强度抵抗所产生的压力。在中等压力和温度范围内，球墨铸铁被广泛应用。在灰铸铁和球墨铸铁不能达到足够耐腐蚀性能应用场合，耐蚀高镍铸铁常被用做泵体材料。近年来开发出一种新型的，具有良好焊接性能的耐蚀高镍铸铁材料（命名为D2W），含有少量铌元素，以改善其焊接性能。典型的奥氏体铸铁含镍15%~20%，在盐水中广泛应用。 灰口铸铁是最常用的一种铸铁，国标代号为HT。一般清水泵的泵体、叶轮、泵盖、悬架等均采用该材料，通常用到三种牌号：HT150、HT200、HT250.对于底座、垫板等非主要零件多采用HT150，泵体、泵盖、悬架等多采用HT200，而叶轮、口环、轴套等多采用HT250。各国对灰铁的表示方法有所不同，如日本的代号为FC， 德国的代号为GG， 美国为Class 4 球墨铸铁是一种综合性能较好的铸铁，国标代号为QT。由于其力学性能接近钢，同时其铸造性能、加工性能优于钢，因此通常把它作为铸钢的替代品。最常用到的牌号有：QT450-10、QT500-7、QT600-3。由于受铸造等原因的限制，目前水泵的叶轮采用该材料， 尤其是切割式的开式叶轮性价比都优越的。DIN标准对球墨铸铁的表示方法为GGG， 美国的表示方法为Ductile iron. 2 铸钢 对于腐蚀和有害的石油产品，或多级泵出口压力达13.8Mpa时，需要使用规定的铸钢或铸造不锈钢。在锅炉给水泵和许多烃类应用中，常选用马氏体不锈钢，马氏体不锈钢机械性能好，适用于高压的工况，但耐腐蚀性能不如其他类不锈钢。在化工应用和其他腐蚀性的环境下，奥氏体不锈钢（CF-8M，CF-3M等）常用来作泵壳体材料，另外，奥氏体不锈钢还能抵抗由于高速而产生的侵蚀，并且可以相对容易地进行现场焊接修补。高压浅海注水泵对耐腐蚀和机械性能有更高的要求，其泵壳体选双相不锈钢材料（50%铁素体+50%奥氏体）。 3 青铜 在许多水泵应用中，也使用青铜材料作泵体。在小型低压泵中常用铅青铜，铅有助于泵体的密封性。锡青铜用作更大一些的离心泵的泵体材料。镍铝青铜虽具有最好的机械性能和耐腐蚀性能，但价格昂贵，没有竞争力。 4 复合材料 为了提高泵的耐化学腐蚀性能，可以在蜗壳内安装衬里，用作衬里的材料有聚四氟乙烯，橡胶等。整体陶瓷和石墨泵用于特别腐蚀性的液体中，如：氢氟酸。在造纸和纸浆工业，金属精加工工业，复合材料（如环氧树脂）被用于制造泵体。 5、不锈钢 应用最多的不锈钢为奥氏体不锈钢，如0Cr18Ni9、最具代表性的合金钢为40Cr，通常用于高强度泵轴的材料。1Crl8Ni9Ti、0Crl8Nil2Mo2Ti等。除盐酸、稀硫酸等少数介质外， 奥氏体不锈钢是优良的耐腐蚀材料，是化工泵最常采用的耐腐材料。日本和美国通常用SS304、SS316、SS316L来表示奥氏体不锈钢。马氏体不锈钢如2Cr13、3Cr13，其力学性能优于奥氏体不锈钢，通常被用作泵轴和轴套的材料，日本和美国的对应代号为SS420.另外，高合金不锈钢(20号合金)和双项不锈钢也是较理想的耐腐蚀材料。 6、碳素结构钢 通常分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。最具代表性的普通碳素结构钢为Q235，各类钢板、型钢多采用该材料；最具代表性的优质碳素钢为45号钢，其广泛用于无腐蚀要求时的泵轴材料 7、合金钢 最具代表性的合金钢为40Cr，通常用于高强度泵轴的材料。 8、非金属材料 泵用非金属材料主要用于密封，如聚四氟乙烯、氟橡胶、丁腈橡胶等。其中聚四氟乙烯因具有优良的耐腐蚀、耐高温性能而用于化工泵的密封垫以及机械密封的静密封，适用于250℃内几乎所有的化工介质，其缺点是硬度较高、装配难度大。 氟橡胶也是一种较好的耐温、耐腐蚀材料，耐温上限以160℃为宜，当用户无特殊要求时，化工泵建议采用该材料的密封圈；而丁腈橡胶主要用于耐油或清水介质时的静密封

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多级离心泵机械密封失效原因

1 多级离心泵轴的轴向窜量大 机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.5 mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往多级离心泵泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。这种现象往往出现在多级离心泵中，尤其是在泵启动过程中，窜量比较大。 平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙b，从而改变平衡盘前后两侧的压差，产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态泵工况的波动，运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0.105 ～0.11 mm，满足机械密封的允许轴向窜量0.15 mm的要求，但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超过机械密封允许的轴向窜量. 多级离心泵经过长时间运行后，平衡盘与平衡环摩擦磨损，间隙b随着增大，机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用，吸入侧的密封面的压紧力增加，密封面磨损加剧，直至密封面损坏，失去密封作用。吐出侧的机械密封，随着多级离心泵平衡盘的磨损，转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量，密封面的压紧力减小，达不到密封要求，最终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。 2 轴向力偏大 机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的，若存在轴向力，对机械密封的影响是严重的。有时由于多级离心泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因，造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力，运转时密封压盖温度将偏高，对于聚丙烯类的介质，在高温下会被熔融，因此多级离心泵启动后很快就失去密封效果，多级离心泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。 3 多级离心泵轴的挠度偏大 机械密封又称端面密封，是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于多级离心泵产品设计的不合理，泵轴运转时，在机械密封安装处产生的挠度较大，使密封面之间的受力不均匀，导致密封效果不好。