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化学腐蚀
真空泵换热器常处理含有酸、碱、盐等腐蚀性介质的流体。例如,在氯碱工业中,氯气和水蒸气的混合物可能对换热器材料造成腐蚀。化学腐蚀速率与介质浓度、温度及流速密切相关,高流速会加速腐蚀,如碳钢泵在输送硫酸时,流速高达23.08m/s时寿命仅72小时。
电化学腐蚀
不同金属材料在电解质溶液中形成原电池,导致电化学腐蚀。例如,不锈钢在含氯离子环境中易发生点蚀,而钛材在干氯气中会剧烈反应生成四氯化钛,但在含水量高于0.5%的氯气中则表现稳定。
物理腐蚀
气蚀是物理腐蚀的主要形式,发生在高流速液体中,气泡破灭时产生冲击波压力,撕裂金属粒子,引发设备变形。例如,真空泵选型不当或操作失误导致抽气量过大时,易发生气蚀。
二、耐腐蚀材料选择
金属材料
钛合金:具有优异的耐腐蚀性,适用于含氯离子、酸性介质等腐蚀性环境。例如,在氯碱工业中,钛材换热器可长期稳定运行。
不锈钢316L:耐腐蚀性较好,适用于中等腐蚀性介质,但在高温或高浓度酸碱环境中需谨慎使用。
哈氏合金:适用于腐蚀性环境,如强酸、强碱及高温介质,但成本较高。
非金属材料
聚四氟乙烯(PTFE):具有优异的化学稳定性,几乎耐所有酸碱盐腐蚀,适用于化工、医药等行业。例如,钢衬工程塑料真空泵在流道表面加衬PTFE,可直接抽吸腐蚀性气体。
陶瓷:耐高温、耐腐蚀,但脆性大,适用于特定工况。
复合材料
通过金属与非金属材料的复合,兼顾强度与耐腐蚀性。例如,钛钢复合板换热器在保证耐腐蚀性的同时降低成本。