Промышленные насосы часто работают в суровых условиях, обрабатывают коррозионные жидкости и сталкиваются с сложными условиями. Алюминиевая бронза стала предпочтительным материалом для кожух насоса из -за его исключительной коррозионной стойкости. В этой статье анализируется эффективность коррозионной устойчивости алюминиевой бронзы в промышленных насосах.
Композиция алюминиевой бронзы, используемой в кожух насоса
Наиболее распространенными алюминиевыми бронзовыми оценками, используемыми для насоса, являются C95200 и C95800. Их композиции следующие:
| Оценка (США) | Cu% | Аль % | Fe % | в % | млн % |
|---|---|---|---|---|---|
| C95200 | 86-89 | 8,5-9,5 | 2.5-4.0 | - | 0.8-1,5 |
| C95800 | 79-82 | 8,5-9,5 | 3,5-4,5 | 4,0-5,0 | 0.8-1,5 |
Механизмы коррозионной стойкости
Превосходная коррозионная устойчивость к алюминиевой бронзе в кожух насоса связана с несколькими факторами:
- Защитный оксидный слой: Алюминиевая бронза образует тонкий, прилипший алюминиевый оксид (Al2O3) слой на его поверхности при воздействии воздушных или кислородных растворов.
- Самовосстанавливающиеся свойства: Если защитный слой поврежден, он быстро реформирует в присутствии кислорода, обеспечивая непрерывную защиту.
- Содержание никеля: В C95800 добавление никеля повышает коррозионную стойкость, особенно в уменьшении сред.
- Богатая медь фаза: Богатая медь фаза в сплаве обеспечивает дополнительную коррозионную стойкость, особенно в применении морской воды.
Коррозионная производительность в различных средах
| Среда | Скорость коррозии (мм/год) | Рейтинг производительности |
|---|---|---|
| Морская вода | 0.02 - 0,05 | Превосходно |
| Пресная вода | < 0.02 | Превосходно |
| Серная кислота (10%) | 0.1 - 0,5 | Хороший |
| Соляная кислота (5%) | 0.5 - 1,0 | высокая проводимость |
| Гидроксид натрия (50%) | < 0.1 | Превосходно |
Сравнение с другими материалами для корпуса насоса
| Материал | Уровень коррозии в морской воде (мм/год) | Относительная стоимость | Общая коррозионная стойкость |
|---|---|---|---|
| Алюминиевая бронза (C95800) | 0.02 - 0,05 | Высокий | Превосходно |
| Нержавеющая сталь 316 | 0.1 - 0,3 | Середина | Хороший |
| Дуплекс из нержавеющей стали | 0.05 - 0,1 | Высокий | Очень хороший |
| Чугун | 0.4 - 0,6 | Низкий | Бедных |
Факторы, влияющие на коррозионную стойкость в насосах
- Жидкая скорость: Более высокие скорости могут увеличить скорость эрозии-коррозии.
- Температура: Повышенные температуры обычно ускоряют процессы коррозии.
- Уровень pH: Алюминиевая бронза хорошо работает в широком диапазоне pH, но может подвергаться воздействию чрезвычайно кислых условий.
- Растворенный кислород: Присутствие кислорода помогает поддерживать защитный оксидный слой.
- Содержание хлоридов: Высокие уровни хлоридов могут быть проблематичными, но алюминиевая бронза превосходит многие другие материалы в этих условиях.
Тематические исследования
Случай 1: Насос охлаждения морской воды
На электростанции заменили корпуса насосов из нержавеющей стали 316 на алюминиевую бронзу C95800. Результаты через 5 лет:
- Скорость коррозии снижена на 80%
- Частота технического обслуживания снижена на 60 %
- Эффективность насоса оставалась стабильной на протяжении всего периода
Случай 2: Химический технологический насос
На химическом заводе для насосов, перекачивающих слабокислые растворы (pH 4–6), использовалась алюминиевая бронза C95200. Наблюдения через 3 года:
- Minimal material loss (< 0.1 mm/year)
- Отсутствие значительной точечной или щелевой коррозии.
- Сокращение времени простоя по сравнению с ранее использовавшимися материалами
Лучшие практики по максимизации коррозионной стойкости
- Правильный выбор сплава: выберите подходящую марку алюминиевой бронзы в зависимости от конкретного применения и окружающей среды.
- Подготовка поверхности: Обеспечьте надлежащую обработку поверхности, чтобы обеспечить образование однородного защитного слоя.
- Катодная защита: В некоторых морских применениях используйте системы катодной защиты для дополнительной защиты от коррозии.
- Регулярный осмотр: Проводить периодические проверки для выявления ранних признаков коррозии или эрозии.
- Избегайте гальванической связи: При использовании алюминиевой бронзы избегайте прямого контакта с более благородными металлами во избежание гальванической коррозии.
Вывод
Алюминиевая бронза, особенно марки C95200 и C95800, демонстрирует отличную коррозионную стойкость при использовании в корпусах промышленных насосов. Его способность образовывать защитный оксидный слой в сочетании с устойчивостью к различным агрессивным средам делает его превосходным выбором для многих сложных задач в области насосов.
Хотя первоначальная стоимость алюминиевой бронзы может быть выше, чем у некоторых альтернатив, ее долгосрочная производительность, снижение требований к техническому обслуживанию и увеличенный срок службы часто приводят к снижению общих затрат в течение жизненного цикла. Для отраслей, работающих с агрессивными жидкостями, особенно в морской или химической промышленности, корпуса насосов из алюминиевой бронзы предлагают надежное и долговечное решение.
Поскольку насосная технология продолжает развиваться, роль материаловедения становится все более важной. Подтвержденная репутация алюминиевой бронзы в области коррозионной стойкости делает ее ключевым материалом для будущих улучшений в конструкции и производительности насосов, особенно в суровых и агрессивных условиях эксплуатации.