? ? ? ?目前氯堿企業(yè)大部分使用鈦泵輸送鹽水介質(zhì),使用氟塑料泵輸送任意濃度的硫酸、鹽酸、次氯酸鈉、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。長沙中聯(lián)泵業(yè)打破機(jī)泵選型常規(guī)思路,大膽創(chuàng)新,采用氟塑料合金離心泵來替代鈦泵進(jìn)行鹽水介質(zhì)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(yè)電解裝置通過電解槽電解氯化鈉溶液,生產(chǎn)燒堿、氫氣及氯氣。陽極循環(huán)淡鹽水溶液經(jīng)脫氯處理后,鹽水溫度可達(dá)86℃,且具有密度大、易結(jié)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(yōu)異,并具有不枯性、自潤滑性、低摩擦系數(shù)等特點(diǎn),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(yōu)異的耐熱性。連續(xù)使用溫度可達(dá)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(xué)性能。氟塑料分子中含氫、氯原子增加,則其拉伸強(qiáng)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(yōu)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(yè)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(diǎn),氟塑料泵較鈦泵的成本要低許多。

? ? ? ?1.3 維修費(fèi)用

? ? ? ?與相同流量、揚(yáng)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(jī)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(jié)晶,針對鹽水介質(zhì)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(jī)械密封的單密封結(jié)構(gòu)形式。靜環(huán)選用99.9%氧化鋁陶瓷或碳化硅,動環(huán)采用聚四氟乙烯填充材料或碳化硅。

? ? ? ?1)密封端面的磨損嚴(yán)重。密封面之間因顆粒泄漏進(jìn)入端面,加速了密封面的磨損。若采用氧化鋁陶瓷靜環(huán)配套聚四氟乙烯填充材料的動環(huán)硬對軟)的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式,因鹽水易結(jié)晶,在機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)過程中結(jié)晶顆粒進(jìn)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(zhì)軟,結(jié)晶顆粒易嵌入材料,造成密封面的損傷。若采用碳化硅靜環(huán)配套碳化硅動環(huán)(硬對硬)的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式,在鹽水介質(zhì)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(jī)械密封動靜環(huán)炸裂,且碳化硅摩擦副形式的機(jī)械密封成本較高。

? ? ? ?2)介質(zhì)側(cè)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(yùn)動,因此補(bǔ)償環(huán)的追隨性和浮動性變差。

? ? ? ?3)大氣側(cè)顆粒堵塞。常規(guī)設(shè)計中,密封面內(nèi)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(yùn)動,導(dǎo)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(chǎn)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(zhì)的情況下,磨蝕更加嚴(yán)重。

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

? ? ? ?2.2強(qiáng)度問題

? ? ? ?普通氟塑料離心泵泵體、后蓋及葉輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無法完全滿足輸送鹽水介質(zhì)的工藝要求。

? ? ? ?2.3解決辦法

? ? ? ?1)結(jié)合一次鹽水工藝輸送淡鹽水介質(zhì),且流量大、揚(yáng)程高的現(xiàn)狀,將氟塑料離心泵的泵體采用金屬外殼,內(nèi)襯氟塑料形式進(jìn)行加強(qiáng),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(jī)泵配件強(qiáng)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(zhì)有微量的結(jié)晶,將原靜環(huán)氧化鋁陶瓷、動環(huán)聚四氟乙烯填充材料改為動環(huán)和靜環(huán)均為硬質(zhì)合金材質(zhì)的機(jī)封,以提高耐腐蝕、耐磨性能。