离心泵汽蚀及次生故障的分析处理

朱晓

摘要：本文讲解了离心泵出现汽蚀问题的主因，主要讨论了怎样从各个角度入手，对于离心泵出现的汽蚀问题、相关次生故障问题进行预防和解决，为解决化工行业离心泵设备出现的汽蚀问题、相关的次生故障问题提供了一些具体的操作方法。

关键词：离心泵；汽蚀及次生故障；分析处理

一、汽蚀问题的原理和发生步骤介绍

（一）原理

若是离心泵处于工作状态中，液体形成的压力跟随离心泵自身的入口位置转移至叶轮入口位置，呈现出持续减小的现象，压力转移到叶片入口位置上时减到最小，之后，此压力因为叶轮部位对液体做功的原因会快速提高。在固定进行传输的温度当中，若是叶轮叶片入口位置周边区域的最小压力数值不超过液体本身处于饱和蒸汽状态的压力时，液体会出现汽化反应，形成小气泡。另外，还会导致之前溶解到该液体当中的气体不断溢出。由于持续累积产生气泡，气泡处于泵当中，跟随着液体不断地流动。若是气泡流经至压力相对偏大的叶道部位时，气泡当中由于汽化生成的压力不超过外界的压力时，促使蒸汽马上凝结。另外，气体同样会再一次溶入到液体内，最终导致局部区域呈现出真空状态。此时，附近区域的液体质点必然会快速朝着真空当中的中心部位冲击过来，形成撞击现象，产生水锤，导致其局部区域的瞬时压力数值为10Pa。若是这部分气泡在叶轮壁面周边区域处于溃灭状态，此时，液体如同大量的小弹头，不断对金属表面区域进行打击。此时的频率大约在20000 HZ～30000 HZ区间内，此过程持续一段时间以后，金属部分逐渐呈现出疲乏形态，表面区域慢慢表现出海绵状或是蜂窝状。由此引发应力十分聚集，叶片部位发生裂缝以及脱落问题。还有，由于水与金属形成的蜂窝表面部位持续进行间歇接触，最终导致蜂窝部分的侧壁位置和其底部区域之间出现了一定的电位差，造成电化学腐蚀现象的发生。

（二）发生步骤

1.孕育环节。这一环节属于气蚀现象的最初的潜伏时期，在此环节中，不会出现大量的气泡，叶轮部分以及端盖部件表面区域会出现少部分的塑性形变现象。

2.上升环节。由于气蚀问题的不断发展，导致这一现象不断加大，發生气蚀情况的速率同样在持续递增。在第一环节的前提条件下，出现气蚀问题的部位极易将大量的冲击能量吸收进去，导致材料表面部分受到的冲击率以及失重率速度明显提升。

3.稳定环节。气蚀现象的速率持续加大，由于长时间的累积，该数值到达最大值。此后的一段时间内，该速率处于恒定不变的状态，此环节同样称作气蚀率保持不变的恒定环节。

4.下降环节。在下降环节中，气蚀问题的速率呈现出快速减小或是出现程度、大小不一的浮动现象。因为前面几个环节的发展，由于气蚀材料自身表面区域最开始时出现的、孤立状态下的深坑产生的影响，紧接着发生十分严重的剥蚀现象，也许还会发生穿孔现象，导致离心泵不能正常开展工作[1]。

二、危害介绍

（一）产生振动以及噪声

出现汽蚀问题时，液体质点对于金属材料表面部位产生冲击，会引发多种频率的噪声出现。若是情况十分严重，泵头位置会传出“噼啪”的爆裂声，并且导致机组出现振动问题，也许还会引发共振现象的出现，导致更大的事故发生。

（二）过流部件出现点蚀以及损坏问题

汽蚀现象损毁的区域大部分位于叶片的入口位置周边，汽蚀现象开始缓解，金属表面部位有麻点不断出现，不断地出现汽蚀问题会导致金属表面区域发生蜂窝状以及沟槽状的这类片状破损现象。若是情况十分严重，会导致叶轮部位的前后盖板出现穿孔问题，甚至会导致叶轮部位出现破裂现象[2]。

（三）泵自身性能减小

汽蚀现象会生成很多气泡，对液体在内部的正常流动起到严重制约作用，导致叶片形成的这部分流道出现堵塞问题，最终导致泵本身的流量、工作效率以及扬程显现显著减小。

三、气蚀问题形成的原因介绍

（一）自身原因

1.泵壳以及叶轮部分的形状和结构。离心泵进口位置上的结构参数、叶片入口边区域的宽度尺寸以及叶轮部位吸入口部分的形状等，普遍会对气蚀问题造成巨大影响。

2.自身材质。离心泵使用的材料有不足情况、抗气蚀性不佳、表面区域的粗糙度等解决工艺，不满足实际规定的强度以及硬度。

（二）工作时外部因素

1.外部区域环境因素。离心泵运行过程中，大气部分的压力、传递液体时的实际温度，普遍会对气蚀问题造成重大影响。

2.传递介质。传递各种类型的介质，对于气蚀问题造成的影响存在差异。极易出现挥发效果以及轻质这两种介质，若是温度出现变化，极易对其造成相对偏大的影响。

（三）操作以及管理工作不达标

1.在开启离心泵以前，泵体部分以及管道一定要将介质填充满。2.安装期间，密封性不符合标准等原因全部会对离心泵后期发生的气蚀问题造成影响。

四、解决方式探讨

（一）解决对策

1.处理泵本身。减小泵本身的排量以及转速，按照实际需求对其实施拆检工作，认真检查叶轮以及端盖部位发生的气蚀情况，根据气蚀问题的强弱进行处理。

2.输送管系。认真检查泵当中所有各阀门以及进口管路等部位的气密性；检查滤器、出口部位以及管路等这些管系部分的情况。

3.输送介质。调节介质部分的压力和温度、泵前后部位的液位等这些参数，降低气蚀问题出现的概率。

（二）预防

1.设计。①对于泵管以及叶轮部位，将其叶轮入口区域和泵入口位置之间的尺寸、降低吸入管的尺寸或增加管径，减小管路部位存在的阻力。

②使用双吸叶轮，能够减小泵吸入口位置存在的真空度，还可以符合流量以及扬程的实际需求，以降低气蚀问题的出现概率。

③减小管道尺寸等方式，减小压力的流失；使用稳流对策，确保泵入口位置的介质处于平稳动流状态，借此降低气蚀问题的出现概率。

2.制造。①使用强度以及硬度偏大、化学稳定性以及韧性极佳的这类抗气蚀问题的材料，生产叶轮以及泵壳。

②加大材料自身具备的耐蚀性。

五、结束语

为了防止使用离心泵期间出现气蚀问题，站在优化泵体部分结构、极大抗腐蚀材料等多个视角上，给出相应的优化施工方式，以此实现让离心泵实际开展工作的效率提高，加大应用年限的目的。

参考文献：

[1]王秀娟，曹亚楠，阳黎明.南屯矿电厂给水泵的汽蚀分析及处理[J].通用机械，2010（12）：62-63.

[2]王长悦，李亮.船用离心泵的汽蚀现象与解决措施[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2010，09（5）：24-25.

（作者单位：陕西延长中煤榆林能源化工有限公司）