水泵汽蝕的危害與防治

王 華

一、水泵汽蝕的產生

在水泵進口處，由于吸水高所形成的真空，以及葉輪高速轉動而往往使該處壓力很低，從而為水的汽化提供了條件。當壓力降低到水溫的汽化壓力時，因汽化而形成的大量水蒸氣汽泡，隨未汽化的水流入葉輪內部高壓區，汽泡在高壓作用下于極短的時間內破裂，并重新凝結成水，汽泡周圍的水迅速向破裂汽泡的中心集中而產生很大的沖擊力。這種沖擊力作用在水泵的壁上，就形成了對水泵的汽蝕。

二、水泵汽蝕的危害

水泵在產生汽蝕的過程中，由于水流中含有汽泡破壞了水流的正常流動規律，改變了流道內的過流面積和流動方向，因而葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞，能量損失增加，從而引起離心泵的流量、揚程和效率迅速下降，嚴重者可達到斷流狀態。這種工作性能的變換，對于不同比轉數的水泵是不同的。低比轉數的離心泵葉槽狹長，寬度較小，很容易被汽泡阻塞，在出現汽蝕后，Q-H、Q-η曲線迅速降落。對中、高比轉速的離心泵和混流泵，由于葉輪槽道較寬，不易被汽泡阻塞，所以Q-H、Q-η曲線先是逐漸下降，汽蝕嚴重時才開始銳落。對高比轉數的軸流泵，由于葉片之間流道相當寬闊，故汽蝕區不易擴展到整個葉槽，因此Q-H、Q-η曲線下降緩慢。

汽泡潰滅時，水流因慣性高速沖向汽泡中心，產生強烈的水錘，其壓強可達（33～5700）mpa，沖擊的頻率達2～3萬次/s，這樣大的壓強頻率作用于過流部件上，引起金屬表面局部塑性變形與硬化變脆，產生疲勞現象，金屬表面開始呈峰窩狀，隨之應力更加集中，葉片出現裂縫或剝落。這就是汽蝕的機械剝蝕作用。在汽泡凝結潰滅過程中，水柱壓力瞬時升高和水流質點間的撞擊，以及對過流部件的打擊，使水泵產生噪聲和振動現象，并伴有氣泡破裂的噼啪、轟鳴聲。

在低區生成汽泡的過程中，溶解于水中的氣體也從水中析出，所以汽泡實際是水汽和空氣的混合體。活潑氣體（如氧氣）借助汽泡凝結時所產生的高溫，對金屬表面產生化學腐蝕作用。

在高溫高壓下，水流會產生帶電現象。過流部件的不同部位，因汽蝕產生溫度差異，形成溫差熱電偶，導致金屬表面發生電解作用（即電化學腐蝕）。

水泵壁面在沖擊力反復作用下，起初是出現麻點，繼而變成蜂窩狀。嚴重時壁面會在短期內被擊穿。由于還有一部分沒有破裂的汽泡隨水流出水泵，導致泵的流量減小。揚程、效率下降，甚至中斷供水。

另外，當水中泥沙含量較高時，由于泥沙的磨蝕，破壞了離心水泵過流部件的表層，發生汽蝕時，加快了過流部件的蝕壞程度。

三、水泵汽蝕的防治

1.正確確定泵的吸水高度，以保證葉輪進口處的壓力不低于汽化壓力。

2.盡量減小吸水管路中的損失揚程。因為管路損失越大，水泵進口處的壓力也越低，水就易于汽化。因此要盡量縮短吸水管的長度，減少管路上的附件，管內壁要光滑和適當加大吸水管直徑等。

3.水泵落井安裝。如果由于吸水過高而造成汽蝕，可把泵安裝在井下或地面以下，靠近吸水水面處。

4.利用射流提高進口的壓力。

5.盡量使水泵在額定的條件下運行。如果水泵在低于額定揚程或大于額定轉速下運行，過泵流量必然大于額定流量，葉輪進口處的水流速度必然提高，該處壓力將進一步降低。因此水泵是不能隨意降低揚程和提高轉速的。

6.設計制造合理的水泵葉輪進口形狀和尺寸；并可在泵進口處設置誘導輪，或采用抗汽蝕材料制造泵件等。