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碳化硅泵质量受哪些因素影响?如何延长使用时间?

发布时间:2020-12-09人气:27

碳化硅是一种人造材料,只是在人工合成碳化硅之后,才证实陨石中及地壳上偶然存在碳化硅,由于碳化硅泵具有诸多优异的性能,近年来被广泛应用于航空航天、机械工业、电子等各个城市,市场前景广阔,因此,研究其性能与应用具有十分重要的意义。碳化硅陶瓷在许多工业领域中的应用显示了其优良的性能,因而引起了人们的普遍重视。在无机非金属材料领域中碳化硅陶瓷是一个很大的家族,其触角几乎伸遍了所有的工业领域。但是由于碳化硅泵的难烧结型,因而它的制作工艺复杂和生产成本较昂贵。由此降低碳化硅陶瓷的烧成温度和寻找新的廉价的生产工艺仍是材料工作者的研究重点,同时挖掘和开发碳化硅陶瓷(粉末)的所有优点造福于人类是我们工作的首要任务。

碳化硅质量受哪些因素影响呢?1.成型压力,黏土的成分不同,所制成的粘土质碳化硅制品,其体积密度和抗压强度指标都会有差异。2.粘土成分,碳化硅制品在当今世界中,是无处不在,不仅仅由于它种类繁多,而且是由于碳化硅制品本身的机能极好。

碳化硅粒度组成也是影响碳化硅烧结泵体积密度、显气孔率、抗压强度和导热机能等质量参数的重要因素之一。


碳化硅泵的优势:

1、材料优势大:改进后的碳化硅复合材料,具有高强、高韧、高硬,耐腐蚀、耐磨损的特性,特别适用于输送有磨损和腐蚀性的流体。

2、碳化硅的强耐磨性:碳化硅泵晶体结构与金刚石正四面体结构相近,是以共价键为主结合而成的化合物,其硬度仅次于金刚石。经对比试验,其耐磨性是Cr30耐磨钢的3.51倍。

3、碳化硅的强耐腐蚀性:化学稳定性好,能耐几乎所有的无机酸、有机酸、碱的腐蚀,并具有优良的抗氧化性。

4、泵效率更高:碳化硅材料的固化成型的缩比较小,水力模型符合性更高, 消除制造误差带来的水力损失。得益于金属铝模成型工艺,其表面水力阻尼系数低,损失小,经对比试验验证,效率提高1-3%;相较于金属泵使用1-2年后效率会明显下降,碳化硅泵运转3-5年后仍高效运转。

5、泵运行更平稳:密度为金属材料的1/3,对于单臂离心泵来说,转子重量轻,轴挠度小,吸音、减震、运行平稳。

4、寿命周期运行成本低:耐磨耐腐性能好,使用寿命长,碳化硅泵的陶瓷部件使用到期后,可现场或返厂修复,重复利用率高,综合成本低,金属件可以回收再利用。


碳化硅泵的磨损设计因素很多,而且不同部件及不同部位的磨损机理也不尽相同,但总体上可以归纳为三类:

1、冲蚀磨损

在浆液泵运行过程中,液体中携带的固体颗粒以一定的速度对过流部件表面进行冲击,造成材料流失。根据对失效部件磨损表面的分析,冲蚀磨损机理可以分为切削磨损、变形疲劳磨损和切削+变形符合磨损。对铁矿用碳化硅泵蜗壳、护板的失效分析表明,切削机理是蜗壳磨损的主要原因,变形疲劳磨损是护板磨损的主要原因。

2、汽蚀损伤

在泵的运转过程中,其过流部件局部区域(通常是叶轮进口稍后处),由于某种原因,抽进液体的压力下降到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生蒸汽,形成气泡。这些气泡随液体向前流动,***某高压处时,气泡急剧缩小以***溃灭。在气泡凝结同时,液体质点以高速充填空隙,并对金属表面产生强烈冲击。金属表面因受此冲击产生疲劳而剥落,造成材料流失,严重时金属表面呈现蜂窝状。通常汽蚀发生的部位在碳化硅泵叶轮出口和蜗壳进口处。

3、腐蚀磨损

当输送的介质有一定的酸碱度时,碳化硅泵过流部件还会发生腐蚀磨损,即腐蚀和磨损共同作用下材料发生的流失现象。腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属与液体介质直接反应而使金属流失,电化学腐蚀是在液体介质作用下金属表面形成微电池而使材料流失。由于实际使用的金属材料都是多晶多相材料,因此,主要发生电化学腐蚀,腐蚀的发生,特别是晶体界腐蚀,使金属表面晶粒间形成裂纹,并使晶粒或硬质相孤立,失去支撑,这样就会在固体粒子的冲刷下发生脱落;而固体粒子的冲刷,又使金属表面因腐蚀产生的钝化层被磨去,液体介质与金属新表面接触而增加腐蚀。在碳化硅泵的失效分析中已经发现有腐蚀现象存在。

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