淺談化工泵的管道設(shè)計(jì)

李艷廣(南京中圖數(shù)碼科技有限公司,江蘇 南京 210009)

化工泵管道主要輸送化工產(chǎn)品，它的設(shè)計(jì)規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量會在很大程度上影響到能否順利地輸送化工產(chǎn)品。本文以硫酸鎳為研究案例，簡要地分析了在化工泵管道設(shè)計(jì)過程中的主動問題：

1 化工泵管道設(shè)計(jì)的具體要求

在使用化工泵要關(guān)注泵房距離，注意到硫酸鎳液體污染環(huán)境以及危害人體健康的可能性，因此在化工泵管道的設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格規(guī)定和落實(shí)化工泵的管道質(zhì)量，也必須切實(shí)做好化工泵管道的整體構(gòu)造設(shè)計(jì)。鑒于硫酸鎳的腐蝕性以及毒性，在化工泵管道設(shè)計(jì)時(shí)充分地考慮管道的防腐蝕性。請看下列分析內(nèi)容：

（1）就離心泵后端而言，其密封是化工泵機(jī)械中典型的密封結(jié)構(gòu)，這包括葉輪及其螺母間的密封墊圈、動靜環(huán)端面密封、壓蓋密封圈以及葉輪和軸套之間的靜環(huán)密封圈、動環(huán)密封圈以及密封墊圈，上述6個密封部件非常關(guān)鍵。動靜環(huán)端面密封是動密封，也是至關(guān)重要的密封部分，，它借助兩環(huán)端面之間的緊密貼合以及相對旋轉(zhuǎn)，阻止其中的液體出現(xiàn)徑向泄漏問題。其余5處均是靜密封，很好地發(fā)揮了它們的輔助密封性能。

（2）在管道設(shè)計(jì)時(shí)，從一定意義上來看，真正的機(jī)械密封能夠避免管道化工液體所導(dǎo)致的侵蝕，保證化工泵的正常運(yùn)行以及工作。但是就化工泵的實(shí)際運(yùn)行而言，此種管道必需的材料的使用年限和價(jià)格都有這樣那樣的不足，在投入使用時(shí)，肯定會加大化工企業(yè)的建設(shè)成本。

（3）在設(shè)計(jì)整體化工泵管道的過程中，不但要嚴(yán)格控制管道材料的質(zhì)量，而且要及時(shí)低防護(hù)管道表面，特別是一部分采用特殊材料生產(chǎn)出來的管道。要以采取整體性防護(hù)措施來處理管道表面，比如將若干保護(hù)層涂抹在管道表面上，使外界介質(zhì)和化工管道表面的金屬層相互隔離，規(guī)避兩種之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。從整體上來講，管道表層防護(hù)主要包括金屬鍍層以及非金屬涂層這兩種保護(hù)方式。

2 創(chuàng)新化工泵管道設(shè)計(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的迅猛發(fā)展，我國的化工泵管道設(shè)計(jì)工作立足于原有基礎(chǔ)，并取得了重大進(jìn)展。在設(shè)計(jì)化工泵管道時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注下列問題：（1）腐蝕性介質(zhì)氣化要素的影響。化工泵內(nèi)的機(jī)電裝置距化工泵管道最近，假如化學(xué)液體的揮發(fā)性比較強(qiáng)，可能會威脅到化工泵中的機(jī)電結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重的情況下會造成非常嚴(yán)重的后果，如機(jī)電爆炸等。在設(shè)計(jì)化工泵管道的過程時(shí)，化工泵整體可以在室外使用，而且?guī)еㄌm盤的防爆機(jī)電。（2）在設(shè)計(jì)化工泵的總體管道的過程中，設(shè)計(jì)人員要充分地考慮化工泵中的相關(guān)裝置結(jié)構(gòu)的所有零件會接觸到化學(xué)液體，要將其都替換為OCr23Ni28Mo3Cu3T等抗腐蝕性較強(qiáng)的材料，確?；け脙?nèi)的多種零件和配筋能夠正常工作。（3）化工泵中的所有密封墊都采取了聚四氟乙烯等在內(nèi)的諸多材料，螺塞以及緊固件運(yùn)用了3Cr13材料，預(yù)防化工泵中的多種液體在流動狀態(tài)下?lián)]發(fā)出一些氣體，對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生危害。（4）在既有基礎(chǔ)上運(yùn)用滾動軸承支撐軸，而且在整體的機(jī)械密封上完成了相關(guān)設(shè)計(jì)，借助這種設(shè)置來隔離具有腐蝕性的介質(zhì)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分地關(guān)注滾動軸承以及泵軸的空隙，便利于今后的拆卸活動。（5）在化工泵密封性設(shè)計(jì)師，有關(guān)設(shè)計(jì)者要充分地運(yùn)用具備了耐腐蝕、耐磨損以及耐重壓等多重性能的機(jī)械，如108u—055型機(jī)械，實(shí)施針對性較強(qiáng)的密封活動。（6）在設(shè)計(jì)化工泵管道時(shí)，要確?；ぎa(chǎn)品的進(jìn)口和出口處在同一條水平線上，且二者的角度要互錯180°。（7）聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)和上述設(shè)計(jì)并不相同，對開式聯(lián)軸器以擁有分體剛性的性能最好，增強(qiáng)主軸以及電機(jī)泵軸的性能，在運(yùn)用這種聯(lián)軸器時(shí)能夠留出相應(yīng)的空間，便于更換相關(guān)零件（機(jī)械密封座等）。筆者以硫酸鎳管道為基礎(chǔ)完成了外混式化工自吸管道的設(shè)計(jì)工作，在確保正常地運(yùn)輸硫酸鎳的情況下，節(jié)約管道材料，降低了投資成本。下文是管道設(shè)計(jì)的具體功能。泵揚(yáng)程達(dá)到了125m（1.25MPa壓力），管道內(nèi)徑為40-100mm，流量為25-30m3/h，管道流速、葉輪最大線速度以及電機(jī)轉(zhuǎn)速分別為0.88-6.63m/s、47.8m/s以及2000r/min，液體塔罐的容積達(dá)到了700L，管道恒壓維持在0.3MPa到1.25MPa的范圍內(nèi)，電機(jī)功率達(dá)到了45kW，實(shí)驗(yàn)溫度維持在室溫到100℃的范圍內(nèi)。

3 選擇化工泵管道材料

能否合理地選擇化工泵所使用的管道材料，會影響到化工泵能否正常使用，而且還會影響到它的實(shí)際效果，確保管道為遭到腐蝕，這樣才能正常地輸送硫酸鎳液體。在選擇化工泵管道的材料時(shí)，要充分關(guān)注下列問題：（1）首先是選擇管道的材質(zhì)。設(shè)計(jì)人員要充分地結(jié)合硫酸鎳液體在運(yùn)輸過程中的性質(zhì)，選用相應(yīng)的管道材料。在選擇時(shí)要充分關(guān)注管材的實(shí)用性，而且要密切聯(lián)系管道材料所需的實(shí)際造價(jià)，這樣才能更好地節(jié)約投資成本以及保證管道材料自身的實(shí)用性。（2）因此硫酸鎳的腐蝕性非常強(qiáng)烈，因此在選擇管材的過程中，要選用具備了較強(qiáng)抗腐蝕性的管材。設(shè)計(jì)人員要密切聯(lián)系管材的材料以及厚度等，深入地比較多種類型的管道材料，選出最合適的管道種類。（3）在選擇時(shí)要強(qiáng)調(diào)管材的密封性，如此能夠避免運(yùn)輸過程中硫酸鎳發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。

4 設(shè)計(jì)化工泵新型管理的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)類型的化工泵管道設(shè)計(jì)不同的是，所設(shè)計(jì)的化工泵新型管道設(shè)計(jì)能夠很好地運(yùn)輸硫酸鎳的特殊要求，且可以降低設(shè)計(jì)管道中的投資費(fèi)用，增強(qiáng)化工泵管道自身的可靠性。所以，化工行業(yè)對所設(shè)計(jì)的新型管道青睞有加。所設(shè)計(jì)的新型化工泵管道重點(diǎn)體現(xiàn)出下列優(yōu)勢：

（1）新設(shè)計(jì)的化工泵管道能夠最大限度地發(fā)揮自身的內(nèi)部優(yōu)勢，在不需要任何外部零件協(xié)助的情況下，安全快速地輸送硫酸鎳液體，能夠在很大程度上簡化管道輸送程序，提高管道輸送水平。

（2）和原本的平面結(jié)構(gòu)不一樣的是，新管道被設(shè)計(jì)為立體結(jié)構(gòu)，管道系統(tǒng)的占地面積及其附件的優(yōu)勢更為顯著。具體而言，新型的管道設(shè)計(jì)的占地面積縮小了，且簡化了管道的安裝設(shè)計(jì)流程和環(huán)節(jié)，提升了管道輸送的效益。

（3）在管道輸送中，就新型化工泵中的管道設(shè)計(jì)而言，它的機(jī)械密封通過輸送液體來完成潤滑和冷卻的目的。這就是說，在管道工作中，能夠很好地傳輸硫酸鎳液體，還可以潤滑以及冷卻機(jī)械密封，因此在設(shè)計(jì)化工管道整體的過程中，需要進(jìn)行整體投資，也會立足于原基礎(chǔ)，創(chuàng)新化工管道設(shè)計(jì)，日益加速化工行業(yè)的發(fā)展，提升輸送硫酸鎳的水平和能力。

（4）在整體化工泵工作的過程中，可以運(yùn)用分離式剛性對開式聯(lián)軸器，這樣以來，在更換軸承時(shí)不必拆卸化工泵體的電動機(jī)以及外殼，因此為維修以及更換泵體設(shè)備提供了極大便利，簡化了化工泵維修和管理的流程和程序。在整體化工泵管道設(shè)計(jì)時(shí)，不但要分析液體輸送因素，而且要密切聯(lián)系化工泵泵體的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，開展綜合設(shè)計(jì)工作，確保泵體能夠正常工作。在泵體運(yùn)行的過程中，可借助葉輪自身的軸向力，維持泵體在運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡整體，無需任何附加零件。就此處而言，在新型化工泵的管道設(shè)計(jì)過程中，要關(guān)注需要的防腐蝕性以及密封性，也要綜合考慮管道設(shè)計(jì)的整體造價(jià)成本，從而避免未來應(yīng)用中的不必要浪費(fèi)，徒增化工運(yùn)輸成本。

5 結(jié)語

從上文分析能夠看出，為了更好地保證運(yùn)輸化工材料時(shí)的安全性以及可靠性，要求化工泵管道的正常工作。要求化工泵設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)以及研究化工泵管道的過程中，充分地結(jié)合相關(guān)化工材料的具體性能，嚴(yán)格把握好管道質(zhì)量、材料關(guān)。這樣方能更好地保證管道設(shè)計(jì)水平，確?；げ牧显谶\(yùn)輸過程中的安全性。

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