Welche Auswirkungen hat die Einwirkung von Chemikalien auf ein Pumpengehäuse aus Gusseisen?

Als Lieferant von Pumpengehäusen aus Gusseisen habe ich aus erster Hand erfahren, wie wichtig es ist, zu verstehen, wie sich die Einwirkung von Chemikalien auf diese wesentlichen Komponenten auswirken kann. Pumpengehäuse aus Gusseisen werden aufgrund ihrer Haltbarkeit, Kosteneffizienz und guten Gusseigenschaften häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt. Ihre Wechselwirkung mit verschiedenen Chemikalien kann jedoch zu einer Reihe positiver und negativer Auswirkungen führen.

Korrosion

Eine der schwerwiegendsten Auswirkungen der chemischen Einwirkung auf Pumpengehäuse aus Gusseisen ist Korrosion. Gusseisen ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Eisen, Kohlenstoff und Silizium sowie geringen Mengen anderer Elemente besteht. Bei Einwirkung bestimmter Chemikalien, insbesondere saurer oder alkalischer Substanzen, kann das Eisen im Gusseisen mit den Chemikalien reagieren, was zur Bildung von Korrosionsprodukten führt.

Saure Chemikalien wie Salzsäure oder Schwefelsäure können mit dem Eisen im Gusseisen reagieren und Eisensalze und Wasserstoffgas bilden. Beispielsweise kann die Reaktion von Eisen mit Salzsäure durch die folgende chemische Gleichung dargestellt werden:
[Fe + 2HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}\uparrow]
Diese Reaktion zerfrisst nach und nach die Oberfläche des gusseisernen Pumpengehäuses, verringert seine Dicke und schwächt seine strukturelle Integrität. Durch Korrosion kann es im Laufe der Zeit zur Bildung von Löchern oder Rissen im Gehäuse kommen, die zu Undichtigkeiten und letztendlich zum Ausfall der Pumpe führen können.

Alkalische Chemikalien können auch Korrosion an Pumpengehäusen aus Gusseisen verursachen, allerdings ist der Mechanismus ein anderer. In alkalischer Umgebung kann das Eisen im Gusseisen Eisenhydroxidverbindungen bilden. Diese Verbindungen können weiter oxidiert werden, um Eisenoxide zu bilden, die allgemein als Rost bekannt sind. Rost ist ein poröses und sprödes Material, das nicht gut an der Oberfläche des Gusseisens haftet und daher abblättern kann, wodurch frisches Metall weiterer Korrosion ausgesetzt wird.

Erosion – Korrosion

In einigen Fällen kann die chemische Einwirkung in Verbindung mit mechanischen Kräften, wie z. B. Flüssigkeitsströmen, Erosion – Korrosion – verursachen. Wenn ein Pumpengehäuse aus Gusseisen einer korrosiven Chemikalie ausgesetzt ist, während die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit fließt, kann die Kombination aus chemischem Angriff und mechanischem Abrieb die Verschlechterung des Gehäuses beschleunigen.

Beispielsweise können in einer Pumpe, die zum Transport einer Aufschlämmung verwendet wird, die abrasive Partikel und eine korrosive Chemikalie enthält, die abrasiven Partikel die schützenden Korrosionsprodukte von der Oberfläche des Gusseisens entfernen und so frisches Metall der korrosiven Chemikalie aussetzen. Gleichzeitig kann der Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsstrom die Geschwindigkeit des Massentransfers der korrosiven Spezies zur Metalloberfläche erhöhen und so den chemischen Angriff verstärken. Dieser synergistische Effekt kann im Vergleich zu Korrosion oder Erosion allein zu einem viel höheren Materialverlust führen.

Passivierung

Andererseits können einige Chemikalien eine positive Wirkung auf Pumpengehäuse aus Gusseisen haben, indem sie eine Passivierung bewirken. Passivierung ist ein Prozess, bei dem sich auf der Oberfläche des Metalls ein dünner Schutzfilm bildet, der eine weitere chemische Reaktion mit der Umgebung verhindert.

Bestimmte oxidierende Chemikalien wie Chromate oder Nitrate können zur Passivierung von Pumpengehäusen aus Gusseisen führen. Diese Chemikalien können mit dem Eisen im Gusseisen reagieren und eine dünne Metalloxidschicht auf der Oberfläche bilden. Diese Oxidschicht ist dicht und anhaftend und fungiert als Barriere, um die weitere Diffusion korrosiver Spezies zur Metalloberfläche zu verhindern.

Beispielsweise kann sich bei einer Pumpe, die zum Transport einer Chromationen enthaltenden Lösung verwendet wird, eine dünne Schicht aus Chrom-Eisen-Oxid auf der Oberfläche des gusseisernen Pumpengehäuses bilden. Diese Schicht kann eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bieten, selbst in Gegenwart anderer korrosiver Chemikalien.

Kompatibilität mit verschiedenen Chemikalien

Bei der Auswahl eines Pumpengehäuses aus Gusseisen für eine bestimmte Anwendung ist es wichtig, die Kompatibilität des Gehäusematerials mit den Chemikalien zu berücksichtigen, denen es ausgesetzt ist. Verschiedene Arten von Gusseisen haben unterschiedliche chemische Zusammensetzungen und Mikrostrukturen, die sich auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Angriffen auswirken können.

Grauguss, der am häufigsten in Pumpengehäusen verwendete Gusseisentyp, weist einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt in Form von Graphitflocken auf. Diese Graphitflocken können in einer Korrosionszelle als Kathoden wirken und so die Korrosion der Eisenmatrix beschleunigen. Daher ist Grauguss möglicherweise nicht für den Einsatz in stark korrosiven Umgebungen geeignet.

Sphäroguss hingegen weist eine gleichmäßigere Mikrostruktur mit Graphitkügelchen statt Flocken auf. Diese Mikrostruktur verleiht duktilem Gusseisen im Vergleich zu Grauguss bessere mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit. In einigen Fällen kann duktiles Gusseisen in mäßig korrosiven Umgebungen eingesetzt werden, in denen Grauguss versagen würde.

Vergleich mit anderen Pumpengehäusematerialien

Bei der Betrachtung der Auswirkungen chemischer Belastung ist es auch sinnvoll, Pumpengehäuse aus Gusseisen mit anderen Materialien zu vergleichen, zPumpengehäuse aus MessingUndPumpengehäuse aus Edelstahl.

Pumpengehäuse aus Messing bestehen aus einer Legierung aus Kupfer und Zink. Messing weist in vielen Umgebungen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere in nicht oxidierenden Säuren und Süßwasser. Allerdings kann Messing in manchen Umgebungen anfällig für Entzinkung sein. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem das Zink im Messing durch Korrosion selektiv entfernt wird und eine poröse und schwach kupferreiche Schicht zurückbleibt.

Pumpengehäuse aus Edelstahl bestehen aus einer Legierung aus Eisen, Chrom und anderen Elementen. Edelstahl weist aufgrund der Bildung eines passiven Chromoxidfilms auf seiner Oberfläche eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Dieser Film ist selbstheilend und kann daher den Edelstahl auch in stark korrosiven Umgebungen vor Korrosion schützen. Allerdings ist Edelstahl teurer als Gusseisen und daher möglicherweise nicht für alle Anwendungen die kostengünstigste Option.

Minderungsstrategien

Um die Auswirkungen der Chemikalienbelastung auf Pumpengehäuse aus Gusseisen zu minimieren, können verschiedene Abhilfestrategien eingesetzt werden. Eine der gebräuchlichsten Strategien besteht darin, die Oberfläche des Gehäuses mit einer Schutzschicht zu versehen. Beschichtungen können eine physikalische Barriere zwischen dem Gusseisen und der korrosiven Chemikalie bilden, direkten Kontakt verhindern und die Korrosionsrate verringern.

Epoxidbeschichtungen werden häufig zum Schutz von Pumpengehäusen aus Gusseisen verwendet. Epoxidbeschichtungen haften gut auf Gusseisen und können eine hervorragende chemische Beständigkeit bieten. Sie können durch Sprühen, Streichen oder Tauchen auf die Gehäuseoberfläche aufgetragen werden.

Eine andere Strategie besteht darin, eine korrosionsbeständigere Gusseisensorte zu wählen oder ein anderes Material für das Pumpengehäuse zu verwenden. Wie bereits erwähnt, weist Sphäroguss in manchen Umgebungen eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf als Grauguss. Bei stark korrosiven Anwendungen kann es notwendig sein, ein Pumpengehäuse aus einem korrosionsbeständigeren Material zu verwenden, wie zPumpengehäuse aus EdelstahloderPumpengehäuse aus Messing.

Darüber hinaus ist eine ordnungsgemäße Wartung und Überwachung des gusseisernen Pumpengehäuses unerlässlich. Regelmäßige Inspektionen können dazu beitragen, Anzeichen von Korrosion oder anderen Schäden frühzeitig zu erkennen und eine rechtzeitige Reparatur oder einen Austausch zu ermöglichen. Die Überwachung der chemischen Zusammensetzung und Eigenschaften der gepumpten Flüssigkeit kann auch dazu beitragen, potenzielle Korrosionsprobleme zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu deren Vermeidung zu ergreifen.

Abschluss

Als Lieferant vonPumpengehäuse aus GusseisenIch weiß, wie wichtig es ist, qualitativ hochwertige Produkte bereitzustellen, die den Auswirkungen chemischer Belastung standhalten. Die chemische Einwirkung kann erhebliche Auswirkungen auf die Leistung und Lebensdauer von Pumpengehäusen aus Gusseisen haben, einschließlich Korrosion, Erosion – Korrosion und in einigen Fällen Passivierung. Indem wir die Mechanismen chemischer Angriffe verstehen und geeignete Abwehrstrategien anwenden, können wir sicherstellen, dass unsere Pumpengehäuse den Anforderungen unserer Kunden in verschiedenen Branchen entsprechen.

Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen und kostengünstigen Pumpengehäuse sind, egal ob aus Gusseisen, Messing oder Edelstahl, sind wir für Sie da. Unser Expertenteam kann Ihnen detaillierte Informationen über die Kompatibilität verschiedener Materialien mit Ihrer spezifischen chemischen Umgebung liefern und Ihnen bei der Auswahl des besten Pumpengehäuses für Ihre Anwendung helfen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um ein Gespräch über Ihre Pumpengehäuseanforderungen zu beginnen und die Möglichkeiten einer erfolgreichen Partnerschaft zu erkunden.

Referenzen

1. Fontana, MG (1986). Korrosionstechnik. McGraw - Hill.
2. Uhlig, HH, & Revie, RW (1985). Korrosion und Korrosionskontrolle: Eine Einführung in die Korrosionswissenschaft und -technik. Wiley – Interscience.
3. ASM-Handbuch, Band 13A: Korrosion: Grundlagen, Prüfung und Schutz. ASM International.