耐腐蚀真空泵的易损件直接接触腐蚀性介质(如酸碱、有机溶剂等),其材质选择需兼顾耐腐蚀性、耐磨性、密封性及机械强度。不同易损件的功能不同,适用材质也存在差异,以下是常见易损件及其典型材质分类:
一、密封件(如密封圈、垫片、O 型圈)
密封件是防止介质泄漏的关键部件,需耐化学腐蚀且具有弹性,常见材质包括:
氟橡胶(FKM/Viton):
耐温范围广(-20℃~200℃),对多数有机溶剂、酸(如盐酸、硫酸)、碱(如氢氧化钠)耐受性优异,是耐腐蚀真空泵密封件的首选材质,尤其适用于强氧化性介质。
全氟橡胶(FFKM):
耐腐蚀性优于氟橡胶,可耐受几乎所有化学介质(包括浓硝酸、氢氟酸等强腐蚀性物质),耐温更高(-20℃~300℃),但成本较高,多用于极端腐蚀环境。
聚四氟乙烯(PTFE):
化学惰性极强,耐几乎所有酸碱和有机溶剂,但弹性差、易老化,通常与弹性体(如橡胶)复合使用(如包覆 PTFE 的 O 型圈),平衡耐腐蚀性和密封性。
三元乙丙橡胶(EPDM):
对稀酸、碱、水和蒸汽耐受性较好,但不耐有机溶剂和强氧化性介质,适用于轻度腐蚀场景(如食品、制药行业的中性介质)。
二、叶轮 / 转子(接触介质的旋转部件)
叶轮或转子直接受介质冲刷和腐蚀,需兼顾耐腐蚀性和机械强度:
不锈钢:
304 不锈钢:耐弱腐蚀介质(如稀硫酸、常温盐酸),成本较低,但不耐高浓度酸或氯离子(易发生晶间腐蚀)。
316/316L 不锈钢:含钼元素,耐腐蚀性优于 304,可耐受海水、稀硝酸、磷酸等,316L 因低碳含量,抗晶间腐蚀能力更强,适用于化工行业常见腐蚀环境。
双相不锈钢(如 2205):兼具奥氏体和铁素体不锈钢的特性,耐点蚀、缝隙腐蚀能力突出,强度高,适用于高盐、高氯介质。
工程塑料:
增强聚丙烯(FRPP):耐酸碱性能优良(除强氧化性酸外),重量轻、成本低,但耐高温性差(通常≤80℃),适用于常温下的弱至中腐蚀性介质。
聚偏氟乙烯(PVDF):耐腐蚀性接近 PTFE,机械强度高于 PTFE,耐温性较好(-40℃~150℃),可用于中等浓度的酸、碱及有机溶剂。
聚四氟乙烯(PTFE):耐腐蚀性极强,但机械强度低、易变形,通常用于衬里或小型叶轮,适用于极端腐蚀环境(如氢氟酸、浓硝酸)。
陶瓷:
氧化铝陶瓷(Al₂O₃):硬度高、耐磨性好,耐多数酸碱(除氢氟酸、浓碱),但脆性大、成本高,适用于含颗粒的腐蚀性介质(如浆液)。
氮化硅陶瓷(Si₃N₄):韧性优于氧化铝陶瓷,耐高温(可达 1200℃),耐腐蚀性强,适用于高温、高腐蚀且有冲击的场景。
三、泵壳 / 腔体(容纳介质的静止部件)
泵壳需承受介质压力和腐蚀,材质选择注重耐腐蚀性和结构稳定性:
衬里材质:
衬 PTFE:将 PTFE 板材或粉末烧结在金属壳体(如铸铁、碳钢)内壁,兼具金属的强度和 PTFE 的耐腐蚀性,适用于强腐蚀介质,但衬层易因温度变化脱落,需控制温差。
衬橡胶(如丁腈橡胶、氯丁橡胶):对弱酸、碱和磨损性介质(如泥浆)耐受性好,成本低于 PTFE 衬里,但不耐有机溶剂和强氧化剂。
整体塑料 / 玻璃钢:
玻璃钢(FRP):由玻璃纤维增强树脂制成,耐酸碱、重量轻、成型灵活,适用于大型泵壳,但耐高温性差(≤120℃),易受紫外线老化。
聚丙烯(PP)/PVDF:整体注塑或焊接成型,耐腐蚀性好,成本低于金属衬里,适用于中小规格泵体和常温腐蚀环境。
高合金材料:
哈氏合金(如 C-276):耐氧化性和还原性介质(如硫酸、盐酸、氯气),耐温性好(可达 600℃),但价格昂贵,多用于高端精密真空泵。
钛及钛合金:耐海水、氯气、硝酸等,强度高、重量轻,但不耐氢氟酸和浓碱,适用于航空航天、化工等高端领域。
四、轴套 / 轴承(支撑旋转部件,防磨损腐蚀)
轴套和轴承需同时耐介质腐蚀和摩擦磨损,常见材质:
陶瓷:氧化铝、氮化硅陶瓷,硬度高、耐磨性和耐腐蚀性优异,适用于高速旋转且介质腐蚀性强的场景,但脆性大,安装时需避免冲击。
PTFE 填充材料:在 PTFE 中填充玻璃纤维、石墨等增强剂,提高耐磨性和尺寸稳定性,耐腐蚀性接近纯 PTFE,适用于低转速、轻载荷的腐蚀环境。
哈氏合金 / 钛合金:兼具耐腐蚀性和机械强度,适用于高转速、高载荷的极端腐蚀场景,但成本高。
碳化硅(SiC):硬度仅次于金刚石,耐磨损、耐高温(可达 1600℃),对几乎所有化学介质稳定,是高端耐腐蚀真空泵轴套的理想材质。
五、其他易损件(如阀片、滤网)
阀片:控制介质流向的部件,需耐冲击和腐蚀,常用材质为 316 不锈钢、哈氏合金(高腐蚀场景)或增强 PTFE(轻载荷场景)。
滤网:过滤介质中的颗粒杂质,材质多为 316L 不锈钢(耐腐且强度高)或 PTFE(强腐蚀但低强度场景)。 |