王連丹

摘 要：隔膜泵在氧化鋁生產工藝中應用廣泛，進出料閥箱是隔膜泵中關鍵零部件之一。酸法制氧化鋁工藝中，含有約31%的鹽酸，強酸的腐蝕性對漿體輸送設備提出了較高要求。在閥箱的設計過程中，應充分考慮閥箱殼體和內部過流件所受到漿體的腐蝕和磨蝕性等因素，并對其結構進行優(yōu)化，將橡膠的內襯防腐技術應用到結構中。利用四氟材料的成型技術和可加工、耐腐蝕性等優(yōu)點，應用到閥內部件設計中，并根據具體結構進行優(yōu)化，提高過流件使用壽命。

關鍵詞：隔膜泵；防腐；閥箱；內襯

中圖分類號：TH323 文獻標志碼：A

0 前言

隨著“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化鋁工藝的發(fā)展，防腐隔膜泵作為酸性漿體輸送設備，其運行穩(wěn)定、輸出壓力高、防腐耐磨等特點，在酸法制氧化鋁領域必將得到日益廣泛的應用。防腐隔膜泵過流部分主要由進出料閥箱、隔膜室、進出料管道等關鍵部件所組成。由于直接使用酸溶的方法提取氧化鋁，漿體含有約31%的鹽酸，強酸介質的腐蝕性對直接與漿體接觸的設備提出了較高的要求。進出料閥箱由于受到內部壓力和沖擊以及含鹽酸的酸性料漿的腐蝕等多重作用，對閥箱過流部件的材料和結構提出更高的要求。因此，在采用金屬閥箱殼體滿足承壓強度的同時，需要解決酸性漿體的腐蝕和磨損；同時需要解決閥球、閥座等過流部件的腐蝕、沖擊等特性。本文在傳統(tǒng)球閥閥箱基礎上，加入橡膠防腐內襯技術，并采用陶瓷球替換金屬球，同時應用四氟材料添加陶瓷粉等耐磨成分，設計閥座及導架等過流件，以確保其能夠滿足設計要求，提高閥箱易損件使用壽命和連續(xù)運轉率研制的新型防腐閥箱產品，對防腐隔膜泵設計與研發(fā)具有一定的理論指導意義。本文在傳統(tǒng)球閥閥箱基礎上，結合橡膠、四氟、陶瓷防腐技術，研究新型防腐閥箱結構，對防腐隔膜泵設計與研發(fā)具有一定的理論指導意義。

1 進出料閥箱防腐結構設計與優(yōu)化

酸法制氧化鋁工藝中漿體含鹽酸，鹽酸的腐蝕性極強，對材料要求極為嚴格。由于耐鹽酸腐蝕的金屬性價比低，如鈦合金等相對于常規(guī)材料生產制造成本高出十幾倍到幾十倍，不適合在大型產品中應用，而單純的非金屬材料強度無法滿足承壓等工藝要求。綜合上述原因優(yōu)先考慮金屬殼體內襯防腐材料的結構進行研究。常用的錐閥結構復雜，不利于防腐處理，所以將研究方向重點放在球閥結構。

1.1 進出料閥箱體防腐結構設計

考慮閥箱體承壓及防腐要求，選用碳鋼材料殼體內襯橡膠防腐層（也可采用其他防腐材料如四氟、陶瓷等）。結合閥箱體自身工藝性與防腐要求，需要對內襯防腐層進行區(qū)分，與漿體接觸部位采用軟質橡膠，配合及密封部位采用硬質橡膠，并根據內襯橡膠搭接標準進行搭接。

傳統(tǒng)閥箱體及防腐內襯閥箱體如圖1、圖2所示。

1.2 防腐閥球選型與優(yōu)化

隔膜泵使用的閥球通常為金屬閥球，考慮防腐要求防腐閥箱使用陶瓷球替代金屬閥球。但是陶瓷球受工藝限制，直徑無法做大，因此在直徑大于100mm的閥球使用金屬球心外襯橡膠的結構。陶瓷球防腐性能優(yōu)良，但不能受硬性沖擊，因此在陶瓷球與閥座之間設置閥橡膠緩解硬性沖擊，同時在閥關閉時起密封作用。

1.3 其他過流部件防腐材料選擇與結構優(yōu)化設計

球閥結構中與料漿接觸的部件除閥箱體、閥球，還包括閥座、閥橡膠、導架、閥蓋，其中閥橡膠采用耐鹽酸介質的橡膠即可。受強酸腐蝕影響，不能使用金屬材料與漿體接觸，閥座、導架及閥蓋可選擇金屬材料為骨架，外襯防腐橡膠層；由于為閥箱內部結構件，可不考慮壓力因素的影響，也可選擇使用非金屬耐酸材料。如選擇金屬骨架外襯橡膠，不利因素為：結構緊湊、內襯施工難、加工難度高，導致成品率低，影響施工效率和生產成本，如圖3所示。非金屬材料可使用四氟產品燒結成型后加工達到要求的產品結構（圖4），其結構簡單，操作難度低，加工性能好，成品率高。

結論

（1）在防腐隔膜泵閥箱結構設計中將金屬骨架與橡膠內襯防腐技術結合使用，可以確保結構件的承壓強度要求，又避免酸性漿體與金屬件直接接觸，起到防腐效果。

（2）利用四氟產品防腐、耐磨和可加工優(yōu)點替代閥內部結構緊湊的零部件，在滿足防腐耐磨要求的同時，提高產品的成品率。

（3）同時將橡膠內襯、陶瓷、四氟等防腐材料應用到防腐閥箱結構中，并對原有結構改進優(yōu)化，解決了防腐進出料閥箱的技術難題，同時帶動了防腐技術的不斷創(chuàng)新和提高，對防腐隔膜泵的設計具有一定的指導意義。

參考文獻

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