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

　　汽蝕開始時一般都出現(xiàn)于水泵葉輪進口的低壓區(qū) ,此時水大量汽化 ,同時 ,原先溶解在液體中的氣體也自動逸出 ,形成的氣泡中充滿蒸汽和溢出的氣體。當氣泡隨水流進入葉輪流道高壓區(qū)時 ,因為氣泡內(nèi)是汽化壓力 ,而氣泡外面水流的壓力卻比較大 ,氣泡在周圍高壓的作用下突然被水壓壓破 ,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(qū)內(nèi)產(chǎn)生強烈的局部水錘現(xiàn)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 ,壓力可達到幾百個甚至幾千個大氣壓。 如此巨大的壓力頻繁作用下 ,連續(xù)打擊在葉輪或葉片的金屬表面 ,使金屬產(chǎn)生局部疲勞現(xiàn)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剝落。 這種破壞不斷惡化致使水泵的葉輪或葉片表面呈現(xiàn)蜂窩狀 ,金屬表面逐漸因疲勞而破壞 ,通常把這種破壞稱為剝蝕。 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(jié)時所放出的熱量 ,對金屬起化學腐蝕作用。 機械腐蝕和化學腐蝕的共同作用 ,更加速了金屬的損壞速度。 這種現(xiàn)象便稱為汽蝕現(xiàn)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(xiàn)象的發(fā)生 ,除了從水泵構(gòu)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 ,此時計算出的是水泵的最大安裝高度 ,在設計泵站時 ,如果滿足此式 ,則滿足離心泵葉輪進口處的吸上真空度小于其允許值 ,就不會發(fā)生汽蝕。 但此式計算時 ,設計水量是一定值 ,而實際運行時水量在一定范圍內(nèi)會有波動 , H s s max就不是一個定值。為了安全起見 ,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、要有良好的進水條件　應避免在進水池內(nèi)出現(xiàn)旋渦和偏流。 水泵進口前應有大于5倍進水管直徑長的直管段 ,使葉輪進口流態(tài)均勻。 絕對不準用進水管閘閥調(diào)節(jié)流量 ,以免造成泵進口壓力減少 ,流態(tài)混亂。 應盡量縮短進水管路的長度 ,適當加大進水管的直徑 ,以減少水力損失。 對于大中型泵站進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。 水流在進人葉輪前要求流速和壓力分布均勻。 同時要注意進水池的水位變化 ,在最低水位時 ,若水泵工作點遠離額定點 ,應采取調(diào)節(jié)措施。

　　3調(diào)節(jié)工況　在水泵運行過程中 ,用調(diào)節(jié)水泵工作點的方法可以減輕汽蝕 ,對于離心泵適當?shù)販p少流量 , 使工作點向左移動 ,增大 ( H s )值 ,對葉片可調(diào)的軸流泵、 導葉式混流泵 ,改變?nèi)~片的安裝角 ,使工作點移到 ( $ h)值較小的區(qū)域。

　　4、吸水側(cè)補氣　在水泵吸水側(cè)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 ,并減少汽蝕區(qū)的真空度。補入空氣量為流量的0 . 1%時對泵效率無影響 ,對減輕汽蝕現(xiàn)象的效果很顯著 ,補人空氣量較大時 ,對泵效率影響很大。

　　5、增加吸水側(cè)壓力　在吸水管口裝設射流泵或噴嘴 ,這樣吸水管中部分動能變?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 ,同時也會減少水泵出水量 ,所以d / D吸 比值不宜過大。

　　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 ,在水泵過流部件和已蝕壞部件用聚合涂料 (如以環(huán)氧樹脂為基礎的抗汽蝕耐磨材料及其他熱塑性涂料等 )進行覆蓋和修補 ,比采用金屬噴鍍更為經(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 ,也可用不銹鋼焊條補焊。