化工流程泵泵壳制造的关键技术研究

第一章绪论 (1)

1.1化工流程泵概述 (1)

1.1.1化工流程泵的简介 (1)

1.1.2 化工流程泵零部件及其制造 (3)

1.1.3 化工流程零部件常用的材料 (8)

1.2化工流程泵制造的现状 (9)

1.3本课题研究的意义和内容 (11)

1.3.1 课题的背景及意义 (11)

1.3.2 课题的主要内容 (12)

第二章化工流程泵质量控制方法与生产中存在的问题 (14)

2.1质量控制和改善方法概述 (14)

2.1.1质量管理体系和质量工具 (14)

2.1.2产品质量先期策划和生产件批准程序 (15)

2.2泵零部件质量的控制和改善 (16)

2.2.1泵零部件质量控制的的要点 (16)

2.2.2同类产品不同材料共用模具铸造时的质量控制 (20)

2.2.3产品质量的检验和改善 (22)

2.3生产中存在的泵壳铸造质量问题及缺陷分析 (23)

2.3.1生产中存在的泵壳铸造质量问题 (23)

2.3.2铸造缺陷的基本处理方式 (25)

2.3.3铸造缺陷出现原因分析 (26)

2.3.4铸造模拟方法及应用 (28)

2.4生产中存在的泵壳机加工质量问题及缺陷分析 (29)

2.4.1 生产中存在的泵壳机加工质量问题 (29)

2.4.2 机加工质量问题的处理和分析 (33)

2.4.3机加工质量控制方法 (34)

2.5本章小结 (35)

第三章化工流程泵铸造过程数值模拟与优化 (37)

3.1P类型泵浇冒系统设计 (37)

3.2P类型泵铸造过程数值模拟方法 (38)

3.2.1 P类型泵模型建立及网格剖分 (38)

3.2.2 材料热物性参数及边界条件设定 (39)

3.3正交试验设计 (40)

3.3.1 正交试验设计方法概述 (40)

3.3.2工艺参数的正交试验设计 (41)

3.4正交试验数值模拟结果及分析 (42)

3.4.1充型过程数值模拟分析 (42)

3.4.2凝固过程数值模拟分析 (43)

3.4.3工艺参数对铸件缩松缩孔缺陷的影响 (45)

3.4.4正交试验结果分析 (47)

3.5优化方案数值模拟验证 (48)

3.6本章小结 (49)

第四章化工泵的精密铸造成型与分析 (50)

4.1P类型泵的熔模精密铸造方法制备 (50)

4.1.1 原材料控制 (50)

4.1.2 型壳制备 (50)

4.1.3 浇注及清理 (51)

4.2铸件金相分析 (51)

4.2.1WCB材质铸件金相分析 (51)

4.2.2 CF8材质铸件金相分析 (52)

4.3铸件成分分析 (53)

4.4铸件拉伸性能测试 (54)

4.5铸件缺陷分析 (55)

4.6本章小结 (58)

第五章化工流程泵机加工质量问题的控制和改善 (59)

5.1机加工设备和能力验证 (59)

5.2检测方法的差异评估 (60)

5.3应力对产品的影响 (63)

5.4水压测试对产品的影响 (64)

5.5机加工质量问题的原因分析 (68)

5.6机加工质量问题的纠正预防措施及验证 (69)

5.7本章小结 (72)

第六章结论 (73)

6.1主要结论 (73)

6.2研究展望 (74)

参考文献 (76)

致谢 (79)

攻读工程硕士学位期间已发表或录用的论文 (80)

第一章绪论

1.1 化工流程泵概述

1.1.1化工流程泵的简介

泵是输送液体或使液体增压的机械，它将原动机的机械能转换成液体能量，通过叶轮对流经叶轮的液体施加离心力，提高液体的机械能，从而起到液体输送的功能。

泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱盐、乳化液、悬乳液、液态金属、气体混合物以及含悬浮固体物的液体[1]。泵是一种通用机械，种类甚多，生产生活中应用广泛，尤其是离心泵的应用极其广泛，包括石油和天然气、烃类加工、化学和石化加工、电力、核反应堆、水资源、采矿及矿石加工业、纸浆造纸、钢铁及初级金属、一般工业、特殊产品等[2-5]。

化工流程泵（Chemical process pump）是泵的一个重要种类。化工流程泵是指在石油和化学工业的生产、输送、运输过程所使用的泵。化工介质复杂多样，常常具有危害性、毒性、腐蚀性、易燃性和糜烂性，易与周围介质发生化学反应,并且要考虑其使用成本、维护管理的很多实际问题[6-8]。化工流程泵除了具备泵本身的作用以外，输送化工介质的特点对泵的材料、质量、耐腐蚀、可靠、温度、环境保护性能都提出了很高的要求[9]。

由于化工生产对泵的特殊要求，化工流程泵有以下特点和质量要求[10-14]：

(1) 耐腐蚀：化工泵输送的介质，包括原料、反应中间物等往往多为腐蚀性介质，这就要求泵的材料选择适当合理，保证泵的安全、稳定、长寿命运转。

(2) 耐高温/低温：化工用泵处理的高温介质的温度可达900℃，而输送的低温介质的温度可近-200℃，这就要求材料必须在正常室温、现场温度和输送温度条件下都具有足够的强度和稳定性，耐冷热变形等等，结构和选材必须适当。