离心泵发生气蚀的原因及对策

　　1 离心泵发生汽蚀的原因

　　当离心泵的吸入高度过大和液体温度较高时，致使吸入口压强小于或等于液体饱和蒸汽压，则液体会在泵进口处沸腾汽化，在泵壳内形成一个充满蒸汽的空间，随着泵旋转，气泡进入高压区，由于压差的作用，气泡受压破裂而重新凝结，在凝结的一瞬间，质点互相撞击，产生了很高的局部压力，如果这些气泡在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数小弹头一样，连续击打在金属表面，在压力很大、频率很高的连续打击下，使金属表面产生裂纹，甚至局部产生剥落现象，这就是机械剥蚀作用。在所产生的气泡中还有化学腐蚀作用，在气泡中的氧等活泼气体在借助气泡凝结时所放出的热量，对金属起化学腐蚀。金属在气泡的机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下，加快了损坏速度，发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状，使泵的性能下降，寿命缩短，直至无法工作。

　　2 针对汽蚀的破坏，从离心泵发生汽蚀原因中找出抗汽蚀性能的方法

　　2.1 离心泵的安装高度 Hg。

　　允许吸上真空高度是指泵入口出压力 p ₁可允许达到的最高真空度，其表达式为：

　　Hs=(Pa-P ₁)/ρg

　　式中 Hs-离心泵的允许吸上真空高度;pa-大气压强;ρ-被输送液体的密度。

　　在下图所示的截面 0-0 与泵进口附近截面1-1 间列柏努利方程：

　　此式可用于计算泵的安装高度。由上式可知，为了提高泵的允许安装高度，应该尽量减小u ₁² /2g 和∑H _{f 0-1}。为了减小u ₁² /2g，在同一流量下应选用直径稍大的吸入管路;为了减小∑H _f0-1，应尽量减少阻力元件如弯头、截止阀等，吸入管路也尽可能地短。注意，工厂在泵出厂时给出的Hs是在介质为清水，20℃，大气压为10mH ₂O 时的值。若使用介质条件变化，要对Hs作适当修正。

　　2.2 采用抗汽蚀材料

　　当由于使用条件所限，不可能完全避免发生汽蚀时，应采用抗汽蚀材料制造叶轮，以延长叶轮的使用寿命，一般来说，零件表面越光滑，材料强度和韧性越高，硬度和化学稳定性越高，则材料的抗汽蚀性能也越好，实验证明铝铁青铜 9~4.2Cr13、稀土合金铸铁和高镍铬合金等材料，比普通铸铁的抗汽蚀能力大得多。不同的材料抗汽蚀能力有十分明显的区别，影响材料抗机械剥蚀能力的因素很多，通常具有高硬度和高弹性的材料抗机械剥蚀的能力较强，国外推荐低碳铬镍合金钢，如13Cr4N作为在汽蚀状态下工作的水力机械材料。某泵站叶轮将原铸钢改换为不锈钢，运行多年未发现其破坏斑痕。铜叶轮比铸铁叶轮抗汽蚀效果好。为防化学腐蚀给叶轮涂层的方法比较常用。非金属涂料采用环氧树脂、尼龙粉、聚胺脂等，但应注意操作工艺，以防止涂层脱落。当今，在流道表面堆焊合金或喷涂合金的方法防止汽蚀破坏有效果，如不锈钢焊条堆焊法、不锈钢镶焊修补法、合金粉末喷焊和高速火焰喷涂。