水泵汽蚀产生的原因及部位与危害

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)阿拉善黄河高扬程灌溉管理局 作者:郑海英

        孪井滩高扬程引黄灌溉工程是1990年国家水利部批准兴建的黄河上游高扬程灌溉生态农业开发项目,工程于1991年破土动工, 1993年水电主体工程基本完成。孪井滩扬黄工程共有1座泵站,设计总扬程238m,净提水高度208m,其中一、二泵站均为76m,三泵站为46.2m,四泵站为39.8m,各装SA系列大泵3台,小泵3台,总装机容量20790 KW,其中一、二泵站总装机容量均为6600 KW (大泵均为1700KW,小泵均为500 KW) ,三站为3840KW (大泵均为1000KW,小泵均为280KW) ,四泵站为3750KW(大泵均为1000KW,小泵均为250KW) 。4座泵站中大泵均为2台同步机, 1台异步机,小泵均为异步机。

水泵汽蚀产生的原因及部位

       水泵汽蚀产生的原因很多,有些是由一种因素直接形成的,有些是多个因素共同作用的结果:

       ①使用者对水泵的性能参数了解不清或根本不了解,安装使用不当;

       ②引水条件的改变使泵站进水池水位过低;

       ③水泵与动力装置不配套,传动装置不匹配,转速过高;

       ④进水池设计不合理,产生了涡流、偏流,进水管浸入水下太浅;

       ⑤进水管路太长,管径太细,附件太多,拐弯太多,水头损失太大;

       ⑥水泵进水口堵塞,水流受阻;

       ⑦水源含沙量太大;

       ⑧水泵生产工艺原因,叶轮、泵壳内表面太粗糙,对水流阻力太大。

        根据几年来水泵检修和拆换叶轮的实际观察,水泵泵壳汽蚀磨损,主要在螺旋压水室中两边靠近密封环的一周发生,形成排列方向与水流一致,密集的深度约3~10 mm 的汽蚀穴,铸铁表面损失厚度达3 ~5mm,向外逐渐减弱,由较密的深沟槽逐渐变成较疏的浅沟槽,直到泵腔最深处减轻为鱼鳞坑状。在水泵中开面铸造结构空腔附近,特别是紧靠密封环处,由于间隙汽蚀作用形成高压腔与低压腔贯通的沟槽,深3~5mm,宽5~15 mm。泵体隔舌出现汽蚀甚至沟槽。使隔舌端部逐渐变薄缩短,严重时缩短60mm左右,叶轮主要是叶片边缘出现很多汽蚀孔洞,两侧盖板显著磨损,叶轮叶片端头缺断,叶轮直径变小,密封环磨损,叶轮与密封环配合的径向密封面出现环向深槽。

汽蚀的危害

1、影响水泵的容积效率

        磨损后的水泵各构件间隙增大,高压侧水流向低压室泄漏;水泵隔舌缩短后使泵内一部分水流始终在泵体内作环向运动,而甩不出出水口,导致水泵效率降低;叶轮磨损后,水泵的出水量明显下降。

2、产生嗓音和振动

        水泵汽蚀磨损后出现蜂窝、麻面、沟槽使水流的阻力系数增大,同时引起水泵的振动,产生噪音,强烈的振动会使机组零件和机房结构遭受破坏。

3、使泵的过流部件受到破坏,影响泵的寿命,增加设备更新维修费用。

        气泡溃灭时,在强大水锤的频繁作用下,起初引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆,产生疲劳现象,发生微小裂缝,进而使金属破裂、剥落。除力学作用外,气泡溃灭时产生的冲击波以及水流与金属材料之间产生的化学和电化学腐蚀作用,都会加速金属的剥蚀速度。再者当水的含沙量较高时,泥砂在高速水流的带动下的磨损加剧汽蚀,同时汽蚀又促进磨损。水泵在严重的汽蚀状态下运行时,发生汽蚀的部位开始出现麻点,随后很快扩大成海绵或蜂窝状,直至大片剥落而破坏。

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