離心泵汽蝕及次生故障的分析處理

朱曉

摘要：本文講解了離心泵出現汽蝕問題的主因，主要討論了怎樣從各個角度入手，對于離心泵出現的汽蝕問題、相關次生故障問題進行預防和解決，為解決化工行業離心泵設備出現的汽蝕問題、相關的次生故障問題提供了一些具體的操作方法。

關鍵詞：離心泵；汽蝕及次生故障；分析處理

一、汽蝕問題的原理和發生步驟介紹

（一）原理

若是離心泵處于工作狀態中，液體形成的壓力跟隨離心泵自身的入口位置轉移至葉輪入口位置，呈現出持續減小的現象，壓力轉移到葉片入口位置上時減到最小，之后，此壓力因為葉輪部位對液體做功的原因會快速提高。在固定進行傳輸的溫度當中，若是葉輪葉片入口位置周邊區域的最小壓力數值不超過液體本身處于飽和蒸汽狀態的壓力時，液體會出現汽化反應，形成小氣泡。另外，還會導致之前溶解到該液體當中的氣體不斷溢出。由于持續累積產生氣泡，氣泡處于泵當中，跟隨著液體不斷地流動。若是氣泡流經至壓力相對偏大的葉道部位時，氣泡當中由于汽化生成的壓力不超過外界的壓力時，促使蒸汽馬上凝結。另外，氣體同樣會再一次溶入到液體內，最終導致局部區域呈現出真空狀態。此時，附近區域的液體質點必然會快速朝著真空當中的中心部位沖擊過來，形成撞擊現象，產生水錘，導致其局部區域的瞬時壓力數值為10Pa。若是這部分氣泡在葉輪壁面周邊區域處于潰滅狀態，此時，液體如同大量的小彈頭，不斷對金屬表面區域進行打擊。此時的頻率大約在20000 HZ～30000 HZ區間內，此過程持續一段時間以后，金屬部分逐漸呈現出疲乏形態，表面區域慢慢表現出海綿狀或是蜂窩狀。由此引發應力十分聚集，葉片部位發生裂縫以及脫落問題。還有，由于水與金屬形成的蜂窩表面部位持續進行間歇接觸，最終導致蜂窩部分的側壁位置和其底部區域之間出現了一定的電位差，造成電化學腐蝕現象的發生。

（二）發生步驟

1.孕育環節。這一環節屬于氣蝕現象的最初的潛伏時期，在此環節中，不會出現大量的氣泡，葉輪部分以及端蓋部件表面區域會出現少部分的塑性形變現象。

2.上升環節。由于氣蝕問題的不斷發展，導致這一現象不斷加大，發生氣蝕情況的速率同樣在持續遞增。在第一環節的前提條件下，出現氣蝕問題的部位極易將大量的沖擊能量吸收進去，導致材料表面部分受到的沖擊率以及失重率速度明顯提升。

3.穩定環節。氣蝕現象的速率持續加大，由于長時間的累積，該數值到達最大值。此后的一段時間內，該速率處于恒定不變的狀態，此環節同樣稱作氣蝕率保持不變的恒定環節。

4.下降環節。在下降環節中，氣蝕問題的速率呈現出快速減小或是出現程度、大小不一的浮動現象。因為前面幾個環節的發展，由于氣蝕材料自身表面區域最開始時出現的、孤立狀態下的深坑產生的影響，緊接著發生十分嚴重的剝蝕現象，也許還會發生穿孔現象，導致離心泵不能正常開展工作[1]。

二、危害介紹

（一）產生振動以及噪聲

出現汽蝕問題時，液體質點對于金屬材料表面部位產生沖擊，會引發多種頻率的噪聲出現。若是情況十分嚴重，泵頭位置會傳出“噼啪”的爆裂聲，并且導致機組出現振動問題，也許還會引發共振現象的出現，導致更大的事故發生。

（二）過流部件出現點蝕以及損壞問題

汽蝕現象損毀的區域大部分位于葉片的入口位置周邊，汽蝕現象開始緩解，金屬表面部位有麻點不斷出現，不斷地出現汽蝕問題會導致金屬表面區域發生蜂窩狀以及溝槽狀的這類片狀破損現象。若是情況十分嚴重，會導致葉輪部位的前后蓋板出現穿孔問題，甚至會導致葉輪部位出現破裂現象[2]。

（三）泵自身性能減小

汽蝕現象會生成很多氣泡，對液體在內部的正常流動起到嚴重制約作用，導致葉片形成的這部分流道出現堵塞問題，最終導致泵本身的流量、工作效率以及揚程顯現顯著減小。

三、氣蝕問題形成的原因介紹

（一）自身原因

1.泵殼以及葉輪部分的形狀和結構。離心泵進口位置上的結構參數、葉片入口邊區域的寬度尺寸以及葉輪部位吸入口部分的形狀等，普遍會對氣蝕問題造成巨大影響。

2.自身材質。離心泵使用的材料有不足情況、抗氣蝕性不佳、表面區域的粗糙度等解決工藝，不滿足實際規定的強度以及硬度。

（二）工作時外部因素

1.外部區域環境因素。離心泵運行過程中，大氣部分的壓力、傳遞液體時的實際溫度，普遍會對氣蝕問題造成重大影響。

2.傳遞介質。傳遞各種類型的介質，對于氣蝕問題造成的影響存在差異。極易出現揮發效果以及輕質這兩種介質，若是溫度出現變化，極易對其造成相對偏大的影響。

（三）操作以及管理工作不達標

1.在開啟離心泵以前，泵體部分以及管道一定要將介質填充滿。2.安裝期間，密封性不符合標準等原因全部會對離心泵后期發生的氣蝕問題造成影響。

四、解決方式探討

（一）解決對策

1.處理泵本身。減小泵本身的排量以及轉速，按照實際需求對其實施拆檢工作，認真檢查葉輪以及端蓋部位發生的氣蝕情況，根據氣蝕問題的強弱進行處理。

2.輸送管系。認真檢查泵當中所有各閥門以及進口管路等部位的氣密性；檢查濾器、出口部位以及管路等這些管系部分的情況。

3.輸送介質。調節介質部分的壓力和溫度、泵前后部位的液位等這些參數，降低氣蝕問題出現的概率。

（二）預防

1.設計。①對于泵管以及葉輪部位，將其葉輪入口區域和泵入口位置之間的尺寸、降低吸入管的尺寸或增加管徑，減小管路部位存在的阻力。

②使用雙吸葉輪，能夠減小泵吸入口位置存在的真空度，還可以符合流量以及揚程的實際需求，以降低氣蝕問題的出現概率。

③減小管道尺寸等方式，減小壓力的流失；使用穩流對策，確保泵入口位置的介質處于平穩動流狀態，借此降低氣蝕問題的出現概率。

2.制造。①使用強度以及硬度偏大、化學穩定性以及韌性極佳的這類抗氣蝕問題的材料，生產葉輪以及泵殼。

②加大材料自身具備的耐蝕性。

五、結束語

為了防止使用離心泵期間出現氣蝕問題，站在優化泵體部分結構、極大抗腐蝕材料等多個視角上，給出相應的優化施工方式，以此實現讓離心泵實際開展工作的效率提高，加大應用年限的目的。

參考文獻：

[1]王秀娟，曹亞楠，陽黎明.南屯礦電廠給水泵的汽蝕分析及處理[J].通用機械，2010（12）：62-63.

[2]王長悅，李亮.船用離心泵的汽蝕現象與解決措施[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2010，09（5）：24-25.

（作者單位：陜西延長中煤榆林能源化工有限公司）