減輕離心泵氣蝕破壞的方法

2012-05-08

減輕離心泵氣蝕破壞的方法

一、在役泵的氣蝕診斷方法

　　泵的使用者一般或無法利用制造廠采用的方法來判定泵的氣蝕是否發(fā)生，即流量一定時(shí)揚(yáng)程的下降來判定氣蝕是否發(fā)生的方法。在役泵是否發(fā)生氣蝕，除在氣蝕破壞后觀察法外，還可以采用超聲波法、泵體外噪聲法、振動(dòng)法等方法判斷。

1、觀察法

這種方法是在事后觀察，根據(jù)破壞的表面形狀來進(jìn)行判斷。由于氣蝕、鑄造氣孔、沖刷磨損、腐蝕等均會(huì)造成金屬表面形狀與理想形狀的不同。氣蝕破壞的金屬表面通常顯現(xiàn)蜂窩狀，它是由局部高速水擊打金屬而使金屬表面疲勞破壞，所以蜂窩孔一般是與外部相通的，大多數(shù)的坑槽與金屬表面垂直。鑄造缺陷的疏松往往深藏在金屬內(nèi)部，有時(shí)由于水流的沖刷將金屬內(nèi)部的疏松、氣孔呈于表面而誤認(rèn)為足氣蝕，但用機(jī)械的方法繼續(xù)除去表面時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部仍有氣孔。沖刷磨損痕跡往往出現(xiàn)與水流方向相同的溝槽，但要注意是否有水流的旋渦。

2、噪聲法

這種方法比較簡(jiǎn)單，可以不與泵體接觸。但由于噪聲法受周闈環(huán)境噪聲的影響較大，當(dāng)顯示其強(qiáng)度時(shí)。一般水泵氣蝕已達(dá)到非常強(qiáng)烈的階段，這時(shí)入耳已能通過強(qiáng)烈的氣蝕爆裂聲判別氣蝕工況。因此，泵體噪聲法不太適合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)氣蝕的發(fā)生。

3、振動(dòng)法

通過加速度計(jì)探頭測(cè)量泵體振動(dòng)頻率的一種方法，方法簡(jiǎn)單，但靈敏度較低。特別對(duì)于大泵，泵體剛度大。對(duì)泵內(nèi)局部氣蝕引起的氣泡潰裂所產(chǎn)生的激振反應(yīng)遲鈍，同時(shí)，泵上振源較多。由于氣蝕引起的振動(dòng)常被掩沒在其他振動(dòng)之中。因此，振動(dòng)法只適宜作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)汽蝕的輔助手段。

4、超聲法

超聲波法測(cè)量氣蝕方法簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，且不受其他環(huán)境噪聲的干擾，對(duì)氣蝕的發(fā)生和發(fā)展敏感性強(qiáng)。因此，作為泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)氣蝕處一種比較理想的方法。

二、減輕在役泵的氣蝕破壞的方法

    1、進(jìn)水池
    在使用現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)泵氣蝕（包括其他故障）對(duì)査看進(jìn)水池的流動(dòng)狀況是十分必要且又相當(dāng)方便易行的。關(guān)于是否需要破渦板，主要應(yīng)該在現(xiàn)場(chǎng)查看進(jìn)水池的流動(dòng)，如果池表面能看到強(qiáng)力的旋渦，就應(yīng)該考慮加破渦板。另外，管口與進(jìn)水池的幾何尺寸也應(yīng)注意。如：管口離池壁的距離是否合適，是否有氣泡進(jìn)入泵吸入管。
    2、進(jìn)水管路
    進(jìn)口管路的設(shè)置除應(yīng)該盡量使管路損失?。ㄈ绫M量少使用彎頭和不必要的閥門）外，讓進(jìn)水管不得有高于泵進(jìn)口的部位以防止管內(nèi)積氣。也可以這么講，減小吸入管道的阻力，如加大管徑，減少管道附件、底閥、彎管、閘閥等。此方法通過改進(jìn)吸入條件來達(dá)到提高NPSHa值的目的，也是比較方便實(shí)用。
    3、利用引射結(jié)構(gòu)
    噴射裝置在原理上相當(dāng)于液噴射泵。在泵的出口處引出一高壓水，引到高壓水室內(nèi)，高壓水通過環(huán)形噴嘴進(jìn)入泵的吸入管內(nèi)。高壓水與吸入管內(nèi)的水混合、交換能量，混合后的混合水能量相對(duì)于原吸入管的水能量增加，從而滿足泵進(jìn)口所必需的氣蝕余量。另外還可以通過增加升壓泵、增加貯槽氣相壓力、降低輸送介質(zhì)溫度、采用雙吸泵等方法來達(dá)到目的，但實(shí)際操作起來都比較閑難，且增加費(fèi)用較大。
    4、進(jìn)口補(bǔ)氣
    補(bǔ)氣的方法并不能防止氣蝕空穴的產(chǎn)生，但適當(dāng)補(bǔ)氣會(huì)減輕空穴破裂對(duì)流道邊壁的破壞，補(bǔ)入的氣體像一層保護(hù)流道邊壁的海綿。這種方法在水輪機(jī)等中普遍采用，但向泵內(nèi)補(bǔ)氣由于補(bǔ)氣量難于掌握使用非常少。有人對(duì)補(bǔ)氣防水泵氣蝕進(jìn)行了研究并取得了一定效果，但同時(shí)指出：補(bǔ)氣防治水泵氣蝕，技術(shù)性很強(qiáng)，只有補(bǔ)氣流量、補(bǔ)氣位置和補(bǔ)氣方式恰當(dāng)，才能取得好的效果。否則，會(huì)使泵的流量、揚(yáng)程和效率下降很多，引起不良后果。
    5、采用抗氣蝕材料
    不同的材料抗氣蝕能力有十分明顯的區(qū)別。影響材料抗剝蝕能力的因素很多，通常具有高硬度和高彈性的材料抗剝蝕能力較強(qiáng)。國外推薦低碳鉻鎳合金鋼，作為在氣蝕狀態(tài)下工作的水力機(jī)械材料，具有較好的抗剝蝕性能。對(duì)無法避免氣蝕時(shí)采用耐氣蝕材料也是有效的。葉輪室將原鑄鋼換為不銹鋼，比用鑄鐵與銅對(duì)比效果明顯。氣蝕浸蝕將成倍減少。事實(shí)證明，我公司低溫采暖系統(tǒng)中運(yùn)行的機(jī)泵，氣蝕現(xiàn)象十分突出，更換耐氣蝕材質(zhì)過流部件，是解決或是降低氣蝕的簡(jiǎn)便方法。
    6、葉輪保護(hù)層
    對(duì)葉輪涂層的方法比較常用，非金屬涂料涂敷采用環(huán)氧樹脂、尼龍粉、聚氨酯等。另外在流道表面堆焊合金或噴涂合金的方法在對(duì)氣蝕破壞也取得了一定效果，如不銹鋼焊條堆焊法、不銹鋼板鑲焊修補(bǔ)法、合金粉末噴焊。就非金屬和合金（包括不銹鋼）的幾種方法比較，非金屬涂層方式經(jīng)濟(jì)，但常常出現(xiàn)涂層脫落的現(xiàn)象，在實(shí)阮施工中應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。采用合金堆焊一般是用戶自己實(shí)施，采用合金粉末噴焊效果好但成本高，且有些地方可能無法進(jìn)行。關(guān)于保護(hù)層的方法實(shí)例較多。如：某泵站采用金屬合金粉末噴焊處理的葉片，取得了較好的抗氣蝕效果，使用壽命可延長(zhǎng)。
    7、修整葉片頭部
    修整葉片頭部對(duì)減輕氣蝕破壞有明顯效果。其原理是減少葉片進(jìn)口的排擠，降低液流在葉片進(jìn)口的速度。其方法是葉片頭部背面修薄，在靠近葉輪前蓋板多修一些。
    三、結(jié)論
　　對(duì)減輕離心泵的氣蝕破壞有應(yīng)用實(shí)例，有時(shí)需要幾種方法同時(shí)采用。綜上所述，離心泵的安裝過程中，為了盡量避免氣蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)遵循幾點(diǎn)原則：水泵安裝高度必須低于泵的允許吸上高度；吸入管路應(yīng)短而直，管件盡量少，吸入管的直徑不應(yīng)小于吸入口的直徑；變徑處不能有氣體積存。總之，在離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，要注意有無不正常的噪音，觀察壓力表等是否正常，同時(shí)還應(yīng)定期檢查軸承、軸封發(fā)熱情況，并要注意潤滑及軸封處是否有不正常的滲液情況。