真空泵隨著人類工業近百年的發展,已經是很成熟的技術和產品,但真空泵被酸性氣體腐蝕,壽命大幅縮短,一直是嚴重的煩惱行業問題之一。
那么,真空泵的耐腐(fu)蝕(shi)為什么這么難呢?
一、腐蝕種類多樣,化學(xue)、電化學(xue)腐蝕與物理腐蝕并存
首先,真(zhen)空泵多(duo)由金屬材(cai)料(liao)制成,但金屬耐腐(fu)(fu)蝕是天然(ran)的弱點,引用《腐(fu)(fu)蝕手冊》,腐(fu)(fu)蝕是材(cai)料(liao)由環境引起的破壞,其種類多(duo)種多(duo)樣。
在泵的運(yun)行環境下,金屬材(cai)料(liao)要經受化學、電(dian)化學、物(wu)理的多(duo)種交叉(cha)腐(fu)(fu)蝕,而且(qie)至少有(you)一(yi)種。
泵(beng)用金屬材料面臨的腐蝕(shi)種類
物理腐蝕主要是空蝕,空蝕發生(sheng)在高流速液體、有壓(ya)力變化的環境中。 氣(qi)泡破裂(lie)時產生(sheng)沖(chong)擊波壓(ya)力,撕裂(lie)金屬粒子,可引起設備(bei)變形。
無論選(xuan)擇(ze)哪(na)種材(cai)料(liao)的真空泵(beng),如果前期(qi)的選(xuan)擇(ze)有錯誤,如果選(xuan)擇(ze)吸引量過(guo)大的真空泵(beng),或者在后期(qi)的使用中進行不(bu)恰當的操作,都(dou)會(hui)產生(sheng)氣(qi)穴現(xian)象(xiang)!
二、泵內介質(zhi)的高流速加速腐蝕
《腐(fu)(fu)蝕手冊(ce)》有典型的(de)(de)工況,碳鋼(gang)管道輸送濃度7%的(de)(de)硫酸,管道流(liu)速為(wei)0.0007~0.0026m/s,碳鋼(gang)管道長期耐腐(fu)(fu)蝕,而碳鋼(gang)泵輸送相(xiang)同的(de)(de)硫酸,泵的(de)(de)壽命僅為(wei)72小時。
因為(wei)碳鋼(gang)泵的(de)(de)流(liu)速已經(jing)達(da)到23.08m/s,所以(yi)當你(ni)查《腐(fu)(fu)蝕手冊(ce)》時,有的(de)(de)材料耐酸性好,只(zhi)是指在靜態浸漬條(tiao)件下的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度,與(yu)真空泵的(de)(de)高流(liu)速條(tiao)件下的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度有很大的(de)(de)差別(bie)。
三、泵(beng)內(nei)的升溫加速(su)腐蝕
如果真(zhen)空泵長時間運(yun)轉,由于(yu)自身的(de)機(ji)械運(yun)轉會(hui)(hui)產生熱能,抽(chou)出的(de)氣體會(hui)(hui)帶來熱量,有時泵室內的(de)工作液也會(hui)(hui)產生氣化熱,真(zhen)空泵的(de)升(sheng)溫也是(shi)不可(ke)避免(mian)的(de)。
以硫酸(suan)對灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)腐蝕(shi)為例,每增(zeng)加10,硫酸(suan)對灰鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)腐蝕(shi)速(su)度(du)就(jiu)會(hui)(hui)加倍。
另一方面,即(ji)使(shi)是(shi)耐腐蝕(shi)性優(you)異的不銹(xiu)鋼(gang)316L,隨著鹽(yan)酸溫度的增加,鹽(yan)酸也對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)316L的腐蝕(shi)速(su)(su)度發揮加速(su)(su)作用(yong)。
四、濃度變化也影響(xiang)腐(fu)蝕(shi)效率
如果溫度(du)沒有(you)變(bian)化(hua),介質濃(nong)度(du)的(de)變(bian)化(hua)相對(dui)于腐蝕速度(du)可能會加速或減速。 減速的(de)主要原因(yin)是某種金屬產生鈍化(hua)膜。
另一(yi)方面,金屬的(de)鈍化(hua)膜防腐有(you)限,必須在一(yi)定的(de)濃(nong)度(du)范(fan)圍內,或者(zhe)某種酸,例如硫酸濃(nong)度(du)增加,灰(hui)鑄鐵(tie)的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)增加,鹽酸濃(nong)度(du)增加時(shi),不銹鋼316L的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)反而變(bian)弱。
五、案例條(tiao)件的(de)復(fu)雜性
前面提到(dao)的(de)(de)還是一(yi)些耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)困難,它(ta)們還是腐(fu)蝕(shi)種類多、流速高、溫(wen)度和(he)濃度加(jia)速腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)條件,但在實際應用中,我們經常發現(xian)你(ni)吸氣(qi)中含(han)有的(de)(de)介質,各化工(gong)單位的(de)(de)情況與大家不同,包(bao)括萬(wan)象(xiang)。
因此,僅用一個真空泵就能滿足耐腐蝕真空泵市場的整體需求是不現實的,所有的泵都存在是有道理的,有市場需求,而且耐腐蝕真空泵也是基于以往的真空泵進行了設定優化,耐腐蝕真空泵無法出入三界之外噴水受國家環境保護政策的限制,很多園區禁止使用,而噴水的工作原理是汽水混合的結構,冬季水泵工作1小時后,水箱的工作液溫度高于35左右,真空度以肉眼可見速度快速達到0.07~0.08MPa左右夏天更快,僅運行20-30分鐘,真空度也會急速下降,但考慮到中國南方漫長夏天的高溫,一些要求長時間高真空的客戶是不能接受的。