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真空泵耐腐蚀为什么这么难

发布时间:2022-01-03   点击次数:446次

经常有行业圈的朋友提问真空泵耐腐蚀的问题,今天在这里帮助受到真空泵腐蚀问题困扰的朋友们解决一部分问题。

 

为啥说解决一部分问题,因为世界上没有一种材料是十全十美的,说一种材料能抗各种强酸、强碱,还能抗溶剂,还能耐高温、耐磨,材料强度还超高,那真是吹牛了。所以,针对各种工况特点,选对的不选贵的,科学合理的选择适合自己工况的真空泵。再者,耐腐蚀这个事儿,理论和实践是存在明显差异,每家使用单位应用情况也各不相同,各个制造厂家也各有自己的优点和立场。总之,我们公正客观的分析,求同存异,百家齐鸣,下面有说的不对的,请各位多包涵!行业内的朋友有其它意见的,请斧正赐教!

 

真空泵经过伴随着人类工业近百年的发展,已经是一个非常成熟的技术和产品,但是,真空泵受酸性气体腐蚀而大大缩短使用寿命,一直是严重困扰行业的一个问题。

 

那么,真空泵耐腐蚀为什么这么难?

一、腐蚀种类多种多样,化学、电化学腐蚀和物理腐蚀并存

首先,真空泵大多是用金属材料制作而成,而金属耐腐蚀却是天然的弱势,引用《腐蚀手册》的话来说,腐蚀是材料在环境的作用下引发的破坏,其种类多种多样。在泵运行环境下,金属材料要受到化学、电化学、物理多种交叉腐蚀,而且一个都不少。

 

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▲泵用金属材料需要面对的腐蚀种类

 

物理腐蚀指的主要是气蚀,气蚀发生在高流速液体,并有压力变化的环境中。气泡破灭时产生冲击波压力,可以撕裂金属粒子,引发设备变形。无论您选用哪一种材料的真空泵,如果前期选型出现错误的话,选择抽气量过大的真空泵,或者后期使用过程中操作不当,都会出现气蚀!自然界中,虾也是利用气蚀轻松破甲贝壳获取食物。

 

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二、泵内介质高流速加速腐蚀

    《腐蚀手册》有个经典案例,用碳钢管道输送浓度为7%的硫酸,管道流速为0.0007~0.0026m/s,碳钢管道可以长期耐受腐蚀,而碳钢泵输送同样的硫酸,泵的使用寿命仅仅为72小时,因为碳钢泵流速已经高达23.08m/s (1500rpm),高流速会极大的加速腐蚀速率!所以,当你查询《腐蚀手册》时,某一种材料耐酸性较好,也仅仅是指在静态浸泡条件下的腐蚀速率,与真空泵高流速工况条件的腐蚀速率,还是存在相当大的差异的!

 

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三、泵内升温会加速腐蚀

    真空泵长期运行后,自身的机械运转会产生热能,抽取的气体也会带来热量,某些情况下,泵腔内部的工作液也会产生汽化热,所以,真空泵升温也是不可避免的。我们以硫酸对灰铸铁腐蚀为例,每增加10℃,硫酸腐蚀灰铸铁速率增加一倍。

 

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而即使是耐腐蚀性优秀的不锈钢316L,随着盐酸温度的增加,盐酸对不锈钢316L的腐蚀速率也起到一个加速的作用,如下图:

 

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四、浓度变化也会影响腐蚀效率

    在温度不变的情况下,介质浓度的变化对腐蚀速率可能是加速或减速。减速主要原因是有的金属会产生钝化膜,从另一个方面来说,金属靠钝化膜防腐是有很大局限性的,必须在一定浓度范围之内,或者是某一类酸,比如,硫酸浓度增加,灰铸铁耐腐蚀性是增强的,而盐酸浓度增加,不锈钢316L的耐腐蚀性反而变弱,如下图:

 

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五、工况条件的复杂性

    前面讲到还只是一些耐腐蚀的基本困难,它们还仅仅是腐蚀种类多、高流速、温度和浓度加速腐蚀的基本条件,但在实际应用中,我们往往发现你要抽的气体含有的介质,每一家化工单位的工况都与众不同,包罗万象,各有特色,下面一张图:

 

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  所以说,只用一款真空泵满足整个耐腐蚀真空泵市场需求是不现实的,每一款泵存在都有它的道理,都有市场对它的需求;而耐腐蚀真空泵也是在传统真空泵基础上设计优化而来的,耐腐蚀真空泵不可能跳出三界之外,不在五行之中;而水喷射一方面受到国家环保政策的限制,很多园区禁止使用,另一方面,水喷射的工作原理是一个汽水混合的文丘里结构,冬季水喷射泵运行1个小时之后,水箱工作液温度高于35℃左右,真空度便以肉眼可见的速度迅速降低至0.07~0.08MPa左右; 而夏季更快,仅仅运行20-30分钟,真空度也快速降低,而想想中国南方漫长夏季高温,对一部分要求长时间高真空的客户来说,就很难接受。


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