Zalety i wady materiałów żeliwnych i staliwnych w produkcji pomp

Sep 27, 2024

Przy wyborze materiałów korpusu pompy uwzględnia się takie czynniki, jak wytrzymałość, odporność na korozję, odporność na ścieranie, wydajność odlewania i obróbki mechanicznej, skuteczność napraw spawalniczych oraz koszt.

1. Żeliwo

W przypadku większości zastosowań związanych z transportem cieczy lepszym materiałem do produkcji korpusów pomp jest żeliwo szare. W przypadku pomp jednostopniowych żeliwo szare ma zwykle wystarczającą wytrzymałość, aby wytrzymać wytwarzane ciśnienie. Żeliwo sferoidalne jest szeroko stosowane w średnim zakresie ciśnień i temperatur. W zastosowaniach, w których żeliwo szare i żeliwo sferoidalne nie mogą osiągnąć wystarczającej odporności na korozję, jako materiał korpusu pompy często stosuje się odporne na korozję żeliwo o wysokiej zawartości niklu. W ostatnich latach opracowano nowy rodzaj odpornego na korozję żeliwa o wysokiej zawartości niklu (nazwanego D2W) o dobrych właściwościach spawalniczych, który zawiera niewielką ilość pierwiastka niobu w celu poprawy jego właściwości spawalniczych. Typowe żeliwo austenityczne zawiera od 15% do 20% niklu i jest szeroko stosowane w słonej wodzie.

Żeliwo szare jest najczęściej stosowanym rodzajem żeliwa. Generalnie korpus pompy, wirnik, pokrywa pompy, zawieszenie itp. pomp czystej wody są wykonane z tego materiału i powszechnie stosuje się trzy gatunki: HT150, HT200 i HT250. W przypadku nieistotnych części, takich jak podstawa i uszczelka, często stosuje się HT150, podczas gdy HT200 jest powszechnie stosowany do korpusu pompy, pokrywy pompy, zawieszenia itp., a HT250 jest powszechnie stosowany do wirników, pierścieni ustnych, tulei wału itp. Reprezentacja żeliwa szarego różni się w zależności od kraju, np. FC w Japonii, GG w Niemczech i Class4 w Stanach Zjednoczonych.

Żeliwo sferoidalne jest rodzajem żeliwa o dobrych, kompleksowych parametrach. Ze względu na właściwości mechaniczne zbliżone do stali oraz lepsze właściwości odlewnicze i przetwórcze niż stal, jest on zwykle stosowany jako substytut staliwa. Ze względu na ograniczenia, takie jak odlewanie, w wirnikach pomp wodnych obecnie wykorzystuje się ten materiał, zwłaszcza wirnik otwarty typu tnącego, który charakteryzuje się doskonałą opłacalnością. Metodą reprezentacji żeliwa sferoidalnego w normie IN jest GGG, a metodą reprezentacji w Stanach Zjednoczonych jest Ductileiron.

2. Staliwo
W przypadku żrących i szkodliwych produktów naftowych lub gdy ciśnienie wylotowe pomp wielostopniowych osiąga 13,8 MPa, konieczne jest użycie określonego staliwa lub staliwa nierdzewnego. Martenzytyczna stal nierdzewna jest powszechnie stosowana w pompach zasilających kotły i wielu zastosowaniach węglowodorowych. Martenzytyczna stal nierdzewna ma dobre właściwości mechaniczne i nadaje się do pracy w warunkach wysokiego ciśnienia, ale jej odporność na korozję nie jest tak dobra jak w przypadku innych rodzajów stali nierdzewnej. Austenityczna stal nierdzewna (CF-8M, CF-3M itp.) jest powszechnie stosowana jako materiał na obudowę pompy w zastosowaniach chemicznych i innych środowiskach korozyjnych. Ponadto austenityczna stal nierdzewna jest odporna na erozję spowodowaną dużą prędkością i można ją stosunkowo łatwo spawać i naprawiać na miejscu. Wysokociśnieniowa pompa wtryskowa do płytkiej wody ma wyższe wymagania dotyczące odporności na korozję i parametrów mechanicznych, a jej obudowa pompy jest wykonana z materiału ze stali nierdzewnej typu duplex (50% ferrytu+50% austenitu).