离心泵气蚀情况分析及应对措施

1、离心泵气蚀情况分析及应对措施 摘要：水泵的主要破坏形式是汽蚀及泥沙磨损。本人通过认真研究分析，发现叶轮发生汽蚀的原因，从而提出避免或降低叶轮汽蚀的方法，这对离心泵运行的可靠性、降低金属材料的消耗，降低机械加工、装配、安装及缩短维修时间都是相当可观的。 关键词：离心泵 叶轮汽蚀 应对措施 引言 景泰川电力提灌工程总干一、二、三级泵站地处海拔1200米以上，气压较低，加之机组常在夏秋季运行，运行期间，黄河泥沙含量较多，机组过流部分，尤其是叶轮叶片受泥沙磨损也很严重。尤其是总干一、二、三级泵站，由于机坑开挖深度不够而引起装机高程上的误差等方面的问题 ，使水泵叶轮受气蚀威胁较大，经我们长期深入现场到总

2、干各级泵站初步调查了解，有部分机组水泵叶轮经过不长一段时间的运转，其进口侧靠前盖板叶片根部都已严重气蚀，表面呈蜂窝状，大部叶片进口处都已蚀透穿孔。致使水泵效率严重下降或者使机组不能正常运行，从而影响正常提水灌溉。因此对离心泵气蚀情况进行认真分析并积极采取相应的措施对景电工程和景电灌区人民有着积极的意义。 1 离心泵的气蚀 所谓离心泵的气蚀，即是当叶轮进口处的绝对压力下降到等于被吸液体在工作温度下的饱和蒸汽压力时，便开始产生气蚀现象，这时液体开始汽化，形成气泡，气泡中被液体内析出的蒸汽和气体所充满，液体内产生这种现象时，对水泵叶轮起着物理的和化学的腐蚀现象，故称为“气蚀”。 为了避免水泵气蚀，我

3、们必须对气蚀作一具体地分析。我们知道：液体和汽体是可以互相转化的，这是物质的固有特性，而温度与压力则又是它们相互转化的条件。在离心泵工作过程中，如果过流流道中，某个地方液体的压力等于或小于该温度下液体的汽化压力时，就会有气泡及溶解在液体中的汽体（包括空气）从液体中逸出，形成许多水泡或与液体混合的小气泡。这些气泡随着液体由低压区流到高压区时，由于气泡内是汽化压力，而气泡周围的压力大于汽化压力，产生了压差，在这个压差的作用下，气泡受压破裂而重新凝结。在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在凝结的舜间，质点相互冲击，产生很高的局部压力。这些气泡如果附着在零件的金属表面上， 则液体质点就象无

4、数小洋冲一样，连续不断地打击在金属表面上，在很高压力、每秒钟几万次的高频率冲击下，首先是在叶片的表面上有微小的裂缝，金属表面逐渐疲劳而破坏，这种破坏称为“剥蚀”，在所 产生的气泡中， 某些活泼气体（如氧气）借助气温凝结时放出的热量，对金属表面还起着化学腐蚀的作用， 它与机械的剥蚀共同作用，就更加快了零件的破坏速度，造成了气蚀现象的严重后果。 在气蚀情况下，过流元件的损坏仅仅发生在有气泡凝结的地方而不是发生在气泡产生的地方。实践证明：在气蚀工作条件下运行的中、低比转速泵 （32sh-9 属中比转速）的叶轮气蚀破坏，不是在叶轮进口的叶轮背面，而往往产生在叶片进口或出口边的工作面上， 这种破坏是极为

5、剧烈的，在气蚀工作条件下运行的泵，往往几个星期甚至几天就使叶轮材料形成麻孔或穿透。 2 离心泵气蚀原因分析 2.1 总干一、二、三泵站叶轮叶片气蚀情况比较严重，其主要原因我们认为和水泵的装机高度有关。水泵的装机高程对水泵的气蚀性能影响很大，水泵中开面较高造成叶轮进口处压力过低，这是造成叶轮叶片严重气蚀的基本原因。 2.2 由于我们工程总干各级泵站地处西北黄土高原，海拔都在1300米以上，气压较低， 加之黄河在夏秋季含沙量较多，其结果是：由于气蚀作用使叶片形成粗糙多孔的麻面，促成泥沙迅速磨损叶片，而泥沙磨损的叶片表面又会促使气蚀的恶性发展。 2.3 泵体内吸入空气也会促使气蚀的发展，一般入口侧为

6、负压的泵，在运行中由于下列几种原因，可能发生将空气吸入泵内的现象： 2.3.1 由于密封水不足，从密封部分可能吸入。 2.3.2 个别情况下，从轴套和轴之间吸入。 2.3.3 吸水管的连接法兰垫片没有垫紧，也会导致空气吸入。 2.3.4 由于进水池的形状不良，加之泥沙沉积严重，使液流经常产生较大的旋涡，伴随而来的将空气吸入。 3 避免水泵叶轮气蚀的措施 3.1 提高水泵叶轮入口处的压力 据我们对总干一、二、三级泵站的装高程调查，32sh-9 型离心泵的装机高程比设计要求高程高0.6米左右。为避免液流经常产生较大的旋涡，需将一部分压力能转变为动能， 因此应提高水泵进口处的压力，防液体汽化，也就是

7、保持进水池高水位运行。 3.2 经常检查密封水是否充足及轴与轴套之间的间隙，应适当，不应过大。 3.3 改进吸水池形式，经常清理前池内淤积泥沙，以防止前池内液体表面旋涡的产生，最好减少吸水池中液体的含沙量，防止泥沙对水泵叶轮的磨损。 3.4 对已遭受汽蚀破坏的水泵和部件，在检修中要进行补焊，修补汽蚀损伤部位。一般对1mm左右深度的汽蚀损伤只进行打磨平整即可；对于汽蚀破坏较严重的损伤，先仿制线型样板，在铲除打磨清理至基本金属，然后进行堆焊，再按线型样板打磨光滑即可。 4 结语 为解决水泵汽蚀问题，对水泵进行修复涂护，是一种经济有效的措施。即便选用先进理论设计的水泵，为更进一步延长使用寿命，定期进行修复涂护也是必要的。在传统水泵涂护中，主要采用环氧树脂涂护，如今，景电工程用美国易施特涂护材料