水泵的汽蝕是由水的汽化所引起的。 水泵工作時(shí) ,如果水泵內某點(diǎn)壓力降低到工作溫度下水的飽和蒸汽壓力水就開(kāi)始汽化 ,并且 ,水的這種汽化現象將隨泵殼內壓力的繼續下降以及水溫的提高而加劇。

　　汽蝕開(kāi)始時(shí)一般都出現于水泵葉輪進(jìn)口的低壓區 ,此時(shí)水大量汽化 ,同時(shí) ,原先溶解在液體中的氣體也自動(dòng)逸出 ,形成的氣泡中充滿(mǎn)蒸汽和溢出的氣體。當氣泡隨水流進(jìn)入葉輪流道高壓區時(shí) ,因為氣泡內是汽化壓力 ,而氣泡外面水流的壓力卻比較大 ,氣泡在周?chē)邏旱淖饔孟峦蝗槐凰畨簤浩?,在氣泡破裂的瞬間 ,水流因慣性以高速沖向氣泡中心 ,在氣泡閉合區內產(chǎn)生強烈的局部水錘現象。試驗證明 ,此種水錘所產(chǎn)生的沖擊頻率每分鐘可達2～ 3萬(wàn)次之多 ,并且集中作用在極微小的面積上 ,壓力可達到幾百個(gè)甚至幾千個(gè)大氣壓。 如此巨大的壓力頻繁作用下 ,連續打擊在葉輪或葉片的金屬表面 ,使金屬產(chǎn)生局部疲勞現象。在最薄弱部分 , 晶粒首先剝落 ,產(chǎn)生凹痕 ,凹痕的產(chǎn)生使應力更加集中 ,然后堅固的晶粒也隨著(zhù)剝落。 這種破壞不斷惡化致使水泵的葉輪或葉片表面呈現蜂窩狀 ,金屬表面逐漸因疲勞而破壞 ,通常把這種破壞稱(chēng)為剝蝕。 除機械沖擊外 , 在所產(chǎn)生的氣泡中還夾雜有一些活潑氣體 (如氧氣等 ) ,借助氣泡凝結時(shí)所放出的熱量 ,對金屬起化學(xué)腐蝕作用。 機械腐蝕和化學(xué)腐蝕的共同作用 ,更加速了金屬的損壞速度。 這種現象便稱(chēng)為汽蝕現象。 水泵在嚴重的汽蝕狀態(tài)下運行 ,發(fā)生汽蝕的部位很快就成為蜂窩或海綿狀 ,直到大面積脫落而破壞。

　　防止措施

　　為了防止和減輕汽蝕現象的發(fā)生 ,除了從水泵構造及制泵材料等方面加以改善外 ,還可以采取以下措施 :

　　1、正確確定水泵的安裝高度　水泵樣本中 ,對于各種水泵都給定了一個(gè)允許吸上真空高度Hs ,那么水泵的最大安裝高度則為 :

　　H ssma x = H s-∑ h s- V 2/ ( 2g )

　　式中 : H s s max -水泵的最大安裝高度 ( m )。

　　H s —樣本中給出的允許吸上真空高度值 ( m)。

　　∑ hs—吸水管段的水頭損失 ( m)。

　　V2 / ( 2g )—吸水管真空表處的流速水頭 ( m )

　　可以看出 ,此時(shí)計算出的是水泵的最大安裝高度 ,在設計泵站時(shí) ,如果滿(mǎn)足此式 ,則滿(mǎn)足離心泵葉輪進(jìn)口處的吸上真空度小于其允許值 ,就不會(huì )發(fā)生汽蝕。 但此式計算時(shí) ,設計水量是一定值 ,而實(shí)際運行時(shí)水量在一定范圍內會(huì )有波動(dòng) , H s s max就不是一個(gè)定值。為了安全起見(jiàn) ,適當降低水泵安裝高度 ,是防止汽蝕發(fā)生的最有效措施。 對降低安裝高程不可能的泵站 ,或降低高 程經(jīng)濟上不合算 ,可考慮在某些工況 ,讓水泵在一定汽蝕下工作 ,并對泵部件采用耐汽蝕材料制造或噴鍍。

　　2、要有良好的進(jìn)水條件　應避免在進(jìn)水池內出現旋渦和偏流。 水泵進(jìn)口前應有大于5倍進(jìn)水管直徑長(cháng)的直管段 ,使葉輪進(jìn)口流態(tài)均勻。 絕對不準用進(jìn)水管閘閥調節流量 ,以免造成泵進(jìn)口壓力減少 ,流態(tài)混亂。 應盡量縮短進(jìn)水管路的長(cháng)度 ,適當加大進(jìn)水管的直徑 ,以減少水力損失。 對于大中型泵站進(jìn)水流道的型式和尺寸 , 應保證產(chǎn)生最良好的水流條件 ,避免產(chǎn)生旋渦。 水流在進(jìn)人葉輪前要求流速和壓力分布均勻。 同時(shí)要注意進(jìn)水池的水位變化 ,在最低水位時(shí) ,若水泵工作點(diǎn)遠離額定點(diǎn) ,應采取調節措施。

　　3調節工況　在水泵運行過(guò)程中 ,用調節水泵工作點(diǎn)的方法可以減輕汽蝕 ,對于離心泵適當地減少流量 , 使工作點(diǎn)向左移動(dòng) ,增大 ( H s )值 ,對葉片可調的軸流泵、 導葉式混流泵 ,改變葉片的安裝角 ,使工作點(diǎn)移到 ( $ h)值較小的區域。

　　4、吸水側補氣　在水泵吸水側補入少量空氣 ,可以消除和減輕初生汽蝕所產(chǎn)生的噪音和振動(dòng) ,并減少汽蝕區的真空度。補入空氣量為流量的0 . 1%時(shí)對泵效率無(wú)影響 ,對減輕汽蝕現象的效果很顯著(zhù) ,補人空氣量較大時(shí) ,對泵效率影響很大。

　　5、增加吸水側壓力　在吸水管口裝設射流泵或噴嘴 ,這樣吸水管中部分動(dòng)能變?yōu)閴耗?,而提高了離心泵的吸上高度 ,水泵吸上高度增值△ H ,用下式計算 :

　　△ H = 0. 40 7H ( d / D吸 ) 7/ 3

　　式中 : H—水泵揚程 ( m)。

　　d、D吸—噴嘴及吸水管直徑。

　　此法適用于水位變化大 ,而泵的安裝高程不能降低的泵站 ,但需要消耗一部分能量 ,同時(shí)也會(huì )減少水泵出水量 ,所以d / D吸 比值不宜過(guò)大。

　　6、采用耐汽蝕材料和涂料　采用耐汽蝕材料制造水泵部件 ,是抗汽蝕的一個(gè)重要措施。金屬材料耐汽蝕的順序為 :錫鉻鈷合金、 奧氏體不銹鋼、 鎳鉻合金鋼、 鎳鋁青銅鑄造物、 鑄鋼、 鍛鋼、 青銅、 鑄鐵、 鋁。

　　在水泵過(guò)流部件表面噴鍍耐汽蝕金屬材料 ,形成一層表面硬膜 ,以抵抗汽蝕破壞 ,比采用貴重的合金鋼要經(jīng)濟得多。此外 ,在水泵過(guò)流部件和已蝕壞部件用聚合涂料 (如以環(huán)氧樹(shù)脂為基礎的抗汽蝕耐磨材料及其他熱塑性涂料等 )進(jìn)行覆蓋和修補 ,比采用金屬?lài)婂兏鼮榻?jīng)濟方便 ,其抗蝕耐磨效果也好。 當已剝蝕的部件具有可焊性時(shí) ,也可用不銹鋼焊條補焊。