耐腐蝕多級泵過流部分主要零件材料選擇

一、腐蝕性考慮

耐腐蝕多級泵輸送介質的腐蝕性各不相同, 同一介質對不同材料的腐蝕性也不盡相同。因此，根據介質的性質、使用溫度，選用合適的金屬、非金屬材料, 關系到泵的耐腐蝕特性和使用壽命。

腐蝕與防護

電化學腐蝕

電化學腐蝕是指由于金屬間電極的差異, 使用異類金屬的接觸表面形成電池, 從而使陽極金屬產生腐蝕的電化學過程. 防止電化學腐蝕的措施, 一是泵的流道采用相同的金屬材料; 二是采用犧牲陽極, 對陰極進行保護. 例如將小件的易損件用低電位金屬制成, 作為陽極, 將大件的重要零件用高電位金屬制成, 作為陰極, 陽極金屬將先腐蝕, 保護了陰極金屬.

電偶腐蝕反應式如下：

均勻腐蝕 (Uniform corrosion)

均勻腐蝕指腐蝕性液體接觸金屬表面時, 整個金屬表面發生均勻的化學腐蝕. 這是腐蝕型式中見的型式, 同時也是危害性最小的一種型式.防止均勻腐蝕的措施是: 采取合適的材料 (包括非金屬), 在耐腐蝕多級泵設計時考慮足夠的腐蝕余量.

晶間腐蝕 (Intercrystalline corrosion)

晶間腐蝕是一種局部腐蝕, 主要是指不銹鋼晶粒之間析出碳化鉻的現象. 晶間腐蝕對不銹鋼材料的腐蝕性極大. 發生晶間腐蝕的材料, 其強度及塑性幾乎喪失.

防止晶間腐蝕的措施是: 對不銹鋼進行退火處理, 或采用超低碳不銹鋼 (C＜0.03% .

點腐蝕 (Pitting corrosion)

點腐蝕是一種局部腐蝕. 由于金屬鈍態膜的局部破壞引起金屬表面某局部區域迅速形成半球形的凹坑, 這一現象稱為點腐蝕.點腐蝕主要由Clˉ引起.

防止點腐蝕可采用含Mo鋼 (通常為2.5%Mo), 并且隨著Clˉ含量和溫度的上升, Mo含量也相應增加.

縫隙腐蝕 (Crevice corrosion)

縫隙腐蝕是一種局部腐蝕, 指縫隙中充滿腐蝕性液體后, 由于縫隙中含氧量下降和(或)pH值降低導致金屬鈍態膜的局部破壞而引起的腐蝕。不銹鋼在Clˉ溶液中經常發生縫隙腐蝕。

縫隙腐蝕和點腐蝕在形成機理上很相似. 兩者均是由Clˉ的作用及鈍態膜的局部破壞而引起的. 隨著Clˉ含量的增加及溫度的上升, 縫隙腐蝕發生的可能性增大.

采用Cr、Mo含量高的金屬可防止或降低縫隙腐蝕發生.

抗縫隙腐蝕性能由差至好的順序如下: 12%Cr鋼＜17%Cr鋼＜奧氏體不銹鋼＜奧氏體316不銹鋼。

應力腐蝕 (Stress corrosion)

應力腐蝕是指應力和腐蝕環境共同作用下引起的一種局部腐蝕.

奧氏體Cr-Ni鋼在Clˉ介質中較易發生應力腐蝕. 隨著Clˉ含量、溫度和應力的上升, 越易發生應力腐蝕. 一般70~80℃以下不發生應力腐蝕.

防止應力腐蝕的措施是采用高Ni含量 (Ni＞25%~30%) 的奧氏體Cr-Ni鋼.

磨損腐蝕 (Erosion corrosion)

指高速流體對金屬表面的一種沖刷腐蝕。流體沖刷磨損腐蝕不同于介質中含有固體顆粒時引起的磨蝕。

不同材料抗磨損腐蝕性能不同。抗磨損腐蝕性能有差至好依次是：鐵素體Cr鋼＜奧氏體-鐵素體鋼＜奧氏體鋼。

汽蝕腐蝕 (Cavitation corrosion)

泵發生汽蝕時引起的腐蝕稱汽蝕腐蝕. 防止汽蝕腐蝕的、簡便的方法是防止發生汽蝕. 對于操作時經常會發生汽蝕的耐腐蝕多級泵, 為避免汽蝕腐蝕, 可使用耐汽蝕材料, 如硬質合金、磷青銅、奧氏體不銹鋼、12%鉻鋼等.

實際上, 腐蝕往往是上述多種腐蝕類型共同作用的結果, 選材時要綜合考慮諸多因素.

二、材料選用方法

首先應根據使用經驗 (直接或間接的) 確定腐蝕類型.

根據腐蝕類型, 選用合適的材料和防護措施. 要求所選用材料的機械性能, 加工性能要好; 用戶能有使用該種材料用于類似介質中的經驗；泵制造廠應該有加工該種材料的經驗. 如有多種材料可滿足腐蝕要求時, 應選擇價格相對便宜、加工性能好的材料。