耐腐蚀多级泵过流部分主要零件材料选择

一、腐蚀性考虑

耐腐蚀多级泵输送介质的腐蚀性各不相同, 同一介质对不同材料的腐蚀性也不尽相同。因此，根据介质的性质、使用温度，选用合适的金属、非金属材料, 关系到泵的耐腐蚀特性和使用寿命。

腐蚀与防护

电化学腐蚀

电化学腐蚀是指由于金属间电极的差异, 使用异类金属的接触表面形成电池, 从而使阳极金属产生腐蚀的电化学过程. 防止电化学腐蚀的措施, 一是泵的流道最好采用相同的金属材料; 二是采用牺牲阳极, 对阴极进行保护. 例如将小件的易损件用低电位金属制成, 作为阳极, 将大件的重要零件用高电位金属制成, 作为阴极, 阳极金属将先腐蚀, 保护了阴极金属.

电偶腐蚀反应式如下：

均匀腐蚀 (Uniform corrosion)

均匀腐蚀指腐蚀性液体接触金属表面时, 整个金属表面发生均匀的化学腐蚀. 这是腐蚀型式中最常见的型式, 同时也是危害性最小的一种型式.防止均匀腐蚀的措施是: 采取合适的材料 (包括非金属), 在耐腐蚀多级泵设计时考虑足够的腐蚀余量.

晶间腐蚀 (Intercrystalline corrosion)

晶间腐蚀是一种局部腐蚀, 主要是指不锈钢晶粒之间析出碳化铬的现象. 晶间腐蚀对不锈钢材料的腐蚀性极大. 发生晶间腐蚀的材料, 其强度及塑性几乎完全丧失.

防止晶间腐蚀的措施是: 对不锈钢进行退火处理, 或采用超低碳不锈钢 (C＜0.03% .

点腐蚀 (Pitting corrosion)

点腐蚀是一种局部腐蚀. 由于金属钝态膜的局部破坏引起金属表面某局部区域迅速形成半球形的凹坑, 这一现象称为点腐蚀.点腐蚀主要由Clˉ引起.

防止点腐蚀可采用含Mo钢 (通常为2.5%Mo), 并且随着Clˉ含量和温度的上升, Mo含量也相应增加.

缝隙腐蚀 (Crevice corrosion)

缝隙腐蚀是一种局部腐蚀, 指缝隙中充满腐蚀性液体后, 由于缝隙中含氧量下降和(或)pH值降低导致金属钝态膜的局部破坏而引起的腐蚀。不锈钢在Clˉ溶液中经常发生缝隙腐蚀。

缝隙腐蚀和点腐蚀在形成机理上很相似. 两者均是由Clˉ的作用及钝态膜的局部破坏而引起的. 随着Clˉ含量的增加及温度的上升, 缝隙腐蚀发生的可能性增大.

采用Cr、Mo含量高的金属可防止或降低缝隙腐蚀发生.

抗缝隙腐蚀性能由差至好的顺序如下: 12%Cr钢＜17%Cr钢＜奥氏体不锈钢＜奥氏体316不锈钢。

应力腐蚀 (Stress corrosion)

应力腐蚀是指应力和腐蚀环境共同作用下引起的一种局部腐蚀.

奥氏体Cr-Ni钢在Clˉ介质中较易发生应力腐蚀. 随着Clˉ含量、温度和应力的上升, 越易发生应力腐蚀. 一般70~80℃以下不发生应力腐蚀.

防止应力腐蚀的措施是采用高Ni含量 (Ni＞25%~30%) 的奥氏体Cr-Ni钢.

磨损腐蚀 (Erosion corrosion)

指高速流体对金属表面的一种冲刷腐蚀。流体冲刷磨损腐蚀不同于介质中含有固体颗粒时引起的磨蚀。

不同材料抗磨损腐蚀性能不同。抗磨损腐蚀性能有差至好依次是：铁素体Cr钢＜奥氏体-铁素体钢＜奥氏体钢。

汽蚀腐蚀 (Cavitation corrosion)

泵发生汽蚀时引起的腐蚀称汽蚀腐蚀. 防止汽蚀腐蚀的最实用、简便的方法是防止发生汽蚀. 对于操作时经常会发生汽蚀的耐腐蚀多级泵, 为避免汽蚀腐蚀, 可使用耐汽蚀材料, 如硬质合金、磷青铜、奥氏体不锈钢、12%铬钢等.

实际上, 腐蚀往往是上述多种腐蚀类型共同作用的结果, 选材时要综合考虑诸多因素.

二、材料选用方法

首先应根据使用经验 (直接或间接的) 确定腐蚀类型.

根据腐蚀类型, 选用合适的材料和防护措施. 要求所选用材料的机械性能, 加工性能要好; 用户能有使用该种材料用于类似介质中的经验；泵制造厂应该有加工该种材料的经验. 如有多种材料可满足腐蚀要求时, 应选择价格相对便宜、加工性能好的材料。