Die Vor- und Nachteile von Gusseisen- und Gussstahlwerkstoffen bei der Pumpenherstellung

Sep 27, 2024

Bei der Auswahl der Pumpenkörpermaterialien werden Faktoren wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Abriebfestigkeit, Guss- und mechanische Bearbeitungsleistung, Schweißreparaturleistung und Kosten berücksichtigt.

1. Gusseisen

Für die meisten Flüssigkeitsförderanwendungen ist Grauguss ein besseres Material zur Herstellung von Pumpengehäusen. Bei einstufigen Pumpen weist Grauguss in der Regel eine ausreichende Festigkeit auf, um dem erzeugten Druck standzuhalten. Sphäroguss wird häufig im mittleren Druck- und Temperaturbereich eingesetzt. In Anwendungen, in denen Grauguss und Sphäroguss keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit erreichen können, wird häufig korrosionsbeständiges Gusseisen mit hohem Nickelgehalt als Pumpenkörpermaterial verwendet. In den letzten Jahren wurde ein neuer Typ von korrosionsbeständigem Gusseisenmaterial mit hohem Nickelgehalt (genannt D2W) mit guter Schweißleistung entwickelt, das zur Verbesserung seiner Schweißleistung eine geringe Menge Niob enthält. Typisches austenitisches Gusseisen enthält 15 bis 20 % Nickel und wird häufig in Salzwasser verwendet.

Grauguss ist die am häufigsten verwendete Gusseisenart. Im Allgemeinen bestehen Pumpenkörper, Laufrad, Pumpendeckel, Aufhängung usw. von Reinwasserpumpen aus diesem Material, und üblicherweise werden drei Qualitäten verwendet: HT150, HT200 und HT250. Für nicht wesentliche Teile wie Sockel und Dichtung wird häufig HT150 verwendet, während HT200 üblicherweise für Pumpenkörper, Pumpendeckel, Aufhängung usw. verwendet wird und HT250 häufig für Laufräder, Mundringe, Wellenhülsen usw. verwendet wird. Die Darstellung von Grauguss variiert von Land zu Land, z. B. FC in Japan, GG in Deutschland und Klasse 4 in den Vereinigten Staaten.

Sphäroguss ist eine Gusseisenart mit guter Gesamtleistung. Aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften, die denen von Stahl ähneln, und seiner überlegenen Guss- und Verarbeitungseigenschaften gegenüber Stahl wird es üblicherweise als Ersatz für Gussstahl verwendet. Aufgrund von Einschränkungen wie dem Gießen wird derzeit dieses Material für das Laufrad von Wasserpumpen verwendet, insbesondere für das offene Laufrad vom Schneidtyp, das eine überlegene Kosteneffizienz aufweist. Die Darstellungsmethode für Sphäroguss im IN-Standard ist GGG, und die Darstellungsmethode in den Vereinigten Staaten ist Ductileiron.

2. Stahlguss
Bei korrosiven und schädlichen Erdölprodukten oder wenn der Ausgangsdruck mehrstufiger Pumpen 13,8 MPa erreicht, ist die Verwendung von spezifiziertem Stahlguss oder Edelstahlguss erforderlich. Martensitischer Edelstahl wird üblicherweise in Kesselspeisepumpen und vielen Kohlenwasserstoffanwendungen verwendet. Martensitischer Edelstahl hat gute mechanische Eigenschaften und eignet sich für Hochdruckbedingungen, seine Korrosionsbeständigkeit ist jedoch nicht so gut wie bei anderen Edelstahlarten. Austenitischer Edelstahl (CF-8M, CF-3M usw.) wird häufig als Pumpengehäusematerial in chemischen Anwendungen und anderen korrosiven Umgebungen verwendet. Darüber hinaus widersteht austenitischer Edelstahl der durch hohe Geschwindigkeiten verursachten Erosion und lässt sich relativ einfach vor Ort schweißen und reparieren. Die Hochdruck-Flachwasser-Einspritzpumpe stellt höhere Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit und mechanische Leistung und ihr Pumpengehäuse besteht aus Duplex-Edelstahl (50 % Ferrit +50 % Austenit).