泵的腐蝕和防腐措施

張 琳

（安徽淮北煤電技師學院，安徽 淮北 235000）

液壓傳動是傳動裝置之一，在機械中特別是礦山機械中運用很廣泛。而液壓傳動的動力元件是液壓泵。液壓泵的腐蝕是影響液壓泵使用壽命的原因之一，液壓泵產生腐蝕的成因有兩種：一是化學原理的腐蝕；二是物理原理的腐蝕。

一、化學原理的腐蝕

泵的化學原理的腐蝕是指泵體及葉輪表面發生化學性的變質，金屬與液體相遇時發生腐蝕的原因。在泵產生腐蝕原因中有兩種情況：首先是由于金屬同相遇的液體之間有化學親和力，而與液體直接作用產生金屬化合物，這種因金屬受酸和堿的溶解而產生的腐蝕稱為純化學腐蝕；再一個原因是某種金屬與較其電位高的其他金屬進行電氣結合，產生電流，引起腐蝕，把這種電解質水溶液中的兩種金屬相接觸而產生的腐蝕稱為電氣化學腐蝕。而在酸堿液變稀后，電氣化學腐蝕現象影響的比率逐漸增大。

1．純化學腐蝕

金屬與其周圍的液體或氣體進行化學反應。是因二者之間有牽引力，即有上述的化學親和力，其值不僅依金屬的種類，而且依液體與氣體的種類不同而各異。將金屬與氧氣之間的親和力按強弱順次排列（Mg、Al、zn、Mo、Cr、Fe、Ni、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Au），越往后邊的越不容易產生化合物，而對腐蝕的抵抗則是越強的。

對于酸，也有大致相同的傾向，鐵經過置換反應生成鹽。由于鐵與氧及水化合生成的氧化物及水氧化物是鹽基性，因而鐵溶于酸而不溶于堿。銅及銅合金在多數情況下產生不溶性的皮膜。這樣，腐蝕反應的進行情況，僅靠親和力是確定不了的，它與腐蝕結果生成的腐蝕生成物的性質也有很大的關系。一般，對于各種液體的耐蝕金屬材料是依液體的溫度與濃度的不同而異，其腐蝕的程度可以根據重量的變化表示出來。但是應當考慮到，同樣的材料，應用在與液體之間有很大相對運動的某些部分（如泵的葉輪和泵體）時重量的變化是很大的。從圖1所示葉輪腐蝕情況可知，外周流速大的地方的腐蝕更為嚴重。圖中的虛線表示腐蝕缺損部分。

圖1 葉輪的腐蝕

2．電氣化學腐蝕

圖2 電氣化學腐蝕原理

如圖2所示，將某金屬A與較其電位低的金屬B浸于某電解質水溶液中，若用導線將二者連接起來，取A為陰極，B為陽極，電流即通過導線由A流至B。在B的金屬表面，其原子失去電子而電離，在液體溶解中受到腐蝕。與此相反，A金屬不電離、腐蝕即被抑制。一般，越是活性強的金屬其電位越低，非活性的金屬其電位較高。其次，在合金的情況下特別是那樣，金屬表面不能認為是均勻的結構，其內部應力、表面狀態及溫度等如有差異，則造成局部電離，低電位的金屬表面即被腐蝕。液體的溫度和有無攪拌，也與純化學腐蝕的情況同樣，是決定電氣化學腐蝕程度的要素。一般來講，液體越是高溫，化學反應越迅速，因而腐蝕也就越快。

二、物理原理的腐蝕

物理原理的腐蝕是指汽蝕的腐蝕，這種腐蝕是泵在發生汽蝕的情況下長時間的運轉，使葉輪和泵體等金屬表面遭到破壞而得的名字。油液在最低壓力區域發生大量的汽泡，當有汽泡的油液再次進入高壓區時，周圍的水、將其壓破，遂以非常高的速度沖撞金屬表面。由于慣性力、材料超過了疲勞彈性限，則如圖3的斷面圖所示，金屬表面呈現出如老鼠啃出的形狀。

圖3 由于汽蝕的腐蝕狀況

離心泵的腐蝕在葉片入口處發生的情況最為多見，透平泵經常是在導葉入口和葉輪出口附近發生腐蝕。軸流泵是在靠近速度高的外周處發生腐蝕，它一般也是在背面腐蝕。其它是在泵體對應于葉輪外周的部分，或是在導葉入口部分被腐蝕，嚴重的情況下也有造成導葉輪缺損的。汽蝕的腐蝕，是依材質的不同而有顯著的差異。

根據腐蝕的表現方式各種各樣的緣故。下面介紹一般應用的防腐蝕的措施：

1．泵的零件盡量避免采用異種金屬，最好制成全鐵泵或者全青銅泵。這是因為青銅與鑄鐵之間會發生電解腐蝕的緣故。但是即使是全鐵泵，在鐵的一部分里也有石墨，這對于鐵即成為陰極而使鑄鐵腐蝕。此外，鑄鐵葉輪由于對汽蝕的抵抗力差，所以全鐵泵也有僅是葉輪和其他小零件用不銹鋼制造的。

2．在泵體及葉輪的表面貼以1毫米左右的橡膠或合成樹脂層。這種方法需要特殊的工具和技術。

3．吸入側的流速最大不要超過1．5米／秒左右。流動的擾亂會促進腐蝕，因此對于管路的安裝需要給以充分的注意。再者，吸入揚程大時，可以預料在海水中也產生氣體，這會使腐蝕加快。

4．在吸入管和泵體上安設鋅板。一般是在要防蝕的金屬上直接安裝較其電位低的金屬件，后者成為陽極，因溶解而消耗，其間，前者成為陰極而被保護。與鋼鐵相反，早在從前就將鋅、鋁及鎂等作為陽極金屬來使用。陽極金屬內藏有不純物時，局部形成電池易引起局部腐蝕，所以現在都采用純度為99．99%級的金屬。另一個重要問題是陽極板的安裝方法。安裝要保持可靠的電氣接觸，而在泵內單是懸掛一陽極幾乎是無意義的。若用鐵制的螺栓螺母，將陽極板直接系緊，則因與其接觸的陽極表面迅速溶解，螺栓移動而接觸不良，用絕緣物將與陽極接觸的鐵表面包圍起來。此外，為防止陽極的四周集中過大的電流以使其長期耐用，在欲防蝕的金屬與陽極之間安設絕緣板則是很重要的。

5．從電氣化學腐蝕的原理考慮，若自外部流過逆電流，則可抑制腐蝕。根據這個道理研究出了以外部電源的形式電氣化學的防蝕方法，簡稱為電氣防蝕法。但是，實施的例子還很少。這是因為腐蝕現象本身比較復雜，即使根據這種方法進行防腐蝕時，也要作適合于各個裝置的設計，并要用特殊技術來實施。

總之，防腐工作要全面地對腐蝕進行控制、監測、管理、治理、評估、檢驗。對可能出現的腐蝕問題應事先有預防，事中有應急措施，事后有杜絕辦法，在此基礎上逐漸形成規章制度，制定各環節工作質量標準。將防腐的技術和科學的管理密切結合起來以達到最大限度控制腐蝕。

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