По сравнению с чугуном (например, серым чугуном или высокопрочным чугуном), компоненты насосов из литой стали в основном используются в промышленных условиях, связанных с высоким давлением, высокими температурами, высокой прочностью или сильно коррозионными средами. Благодаря своим превосходным механическим свойствам детали из литой стали являются предпочтительным выбором для химических насосов, насосов подачи воды в котлы на электростанциях, а также насосов для нефтепереработки и нефтехимических процессов.
Ниже приведены основные технические характеристики и особенности применения компонентов насосов из литой стали:
1. Общая классификация компонентов насосов из литой стали
Детали, удерживающие давление: корпус, крышка насоса, всасывающая секция, нагнетательная секция. Эти компоненты должны выдерживать высокое давление в системе; литая сталь обладает большей плотностью, чем чугун, что эффективно предотвращает утечки под высоким давлением.
Высокоскоростные вращающиеся детали: Рабочее колесо. При высоких скоростях вращения литая сталь обеспечивает достаточную прочность, чтобы противостоять центробежным силам и предотвращать поломку рабочего колеса.
Несущих нагрузку компонентов: рама подшипника, корпус подшипника. Для обеспечения точности соосности валов им необходима высокая жесткость конструкции.
2. Наиболее часто используемые литые стальные материалы (выбираются в зависимости от условий эксплуатации)
Выбор материалов для литья стали обычно осуществляется в соответствии с соответствующими международными стандартами (такими как ASTM, DIN, GB):
Литье из углеродистой стали (например, WCB): наиболее распространенный материал в промышленности, пригодный для эксплуатации в обычных условиях при нормальных температурах и давлениях. Обладает превосходной свариваемостью и обрабатываемостью.
Литье из легированной стали (например, WC6, WC9): содержит такие элементы, как хром и молибден, обеспечивая хорошую термостойкость; широко используется в высокотемпературных и высоконапорных насосах подачи воды в котлы электростанций.
Литье из нержавеющей стали (мартенситная нержавеющая сталь, например, CA15 / ZG0Cr13): обладает хорошей стойкостью к кавитации и умеренной коррозионной стойкостью, что делает его основным материалом для компонентов насосов со средней и низкой коррозионной стойкостью.
Дуплексные нержавеющие стали (например, CD4MCu, CE3MN): сочетают аустенитную и ферритную микроструктуры, обеспечивая превосходную устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением; в основном используются в средах, содержащих хлориды, химических насосах и насосах для морской воды.
Сверхнизкоуглеродистые аустенитные нержавеющие стали (например, CF8M, CF3M): обеспечивают превосходную коррозионную стойкость и в основном используются в сильно агрессивных средах, содержащих кислоты и щелочи.
3. Характеристики процессов производства литой стали
Температура плавления литой стали значительно выше, чем у чугуна (примерно выше 1500 °C), что создает существенные трудности в процессе литья:
Высокая усадка: расплав стали имеет высокую объемную усадку (приблизительно 10–12%), что делает стальные отливки очень склонными к образованию усадочных полостей и пористости. Поэтому конструкция питающего канала имеет решающее значение, требуя достаточного количества точно рассчитанных каналов подачи.
Низкая текучесть: расплав стали обладает меньшей текучестью, чем чугун, во время заливки. Для обеспечения надлежащего заполнения тонкостенных профилей или сложных форм требуются более высокие температуры заливки, что, в свою очередь, может привести к спеканию в песчаной форме.
Склонность к образованию горячих трещин: В процессе затвердевания стальные отливки испытывают значительные усадочные напряжения. Если песчаная форма не обладает достаточной текучестью, высока вероятность образования горячих трещин. Обычно требуются специальные растворимые смоляные пески.