摘要：离心泵是当前广泛使用的一种流体机械设备，因其性能稳定、便于操作和维修等优点受到火力发电、机电化工、消防等许多领域的青睐。然而，汽蚀现象作为实际使用过程中最为常见的故障之一，常常给离心泵的稳定使用带来严重威胁。本文从汽蚀的概述及危害、成因、防范措施等几个方面展开分析。
关键词：汽蚀；离心泵；原因；防范措施
引言：离心泵在我们当前社会生产活动的许多领域扮演着重要的作用，其能否稳定运行，甚至直接影响着是生产是否能够安全地进行。汽蚀是离心泵比较常见的故障，一旦发生汽蚀，离心泵的性能会大大降低，最明显的现象是离心泵的噪声、振动明显增大，严重时会造成离心泵内部的液体断流，影响离心泵的正常工作。由此可见，汽蚀严重威胁着离心泵的稳定运行，因此，分析汽蚀产生的原因并针对性的采取防范措施对于离心泵的正常运行意义重大。
1汽蚀的概述及危害
离心泵的工作原理主要是依靠叶轮按照一定的转速旋转，然后利用旋转产生的离心力将流体介质沿着管道输送出去。而汽蚀现象的产生恰好是在其工作原理的基础上形成的。当离心泵运行时叶轮发生旋转，在叶轮入口处会形成一个局部低压区，当叶轮入口处压强下降至被输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时，液体将会发生部分汽化，生成的气泡将随液体从低压区进入高压区，在高压区气泡会急剧收缩，凝结，其周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占空间，产生高强度的冲击波，冲击叶轮和泵壳，发生噪音引起震动。在连续的高频率的冲击作用下，金属表面会产生剥裂，这就是汽蚀现象。
汽蚀发生后会对离心泵产生严重的破坏，引发许多严重的后果。具体表现为：1.汽蚀会损坏过流部件。由于汽蚀中液体以极高的速度和频率冲击过流部件的表面，使过流部件表面逐渐剥裂。2.降低离心泵的性能。汽蚀会严重影响离心泵的性能，使离心泵产生噪声和振动，严重时会使泵中介质出现断流，进而影响正常工作，甚至还会引发安全事故。
2汽蚀的成因
汽蚀现象是离心泵内输送介质汽化后，汽泡的聚积、流动、分裂、溃灭过程的总称。而压力、温度等因素都会影响液体的汽化，由此可见，压力和温度必然会影响汽蚀的产生。通常情况下汽蚀现象的产生主要是由于以下几个方面的因素：
（1）本身设计因素：离心泵的结构设计、管道系统设计、弯头的数量、叶轮的入口尺寸等等。
（2）人员操作因素：车间人员的操作不当引起离心泵汽蚀的现象在生产中屡见不鲜。例如，人为原因导致的变形致使管道阻力增加，入口过滤器阻塞，阀门关闭时间过长等。
（3）安装因素：离心泵的安装高度以及管路吸入水力等。
（4）环境因素：离心泵所在地理区域的环境温度、大气压强等。
3汽蚀的防范措施
3.1改进泵体结构设计
研究表明离心泵的结构设计直接影响着汽蚀现象的形成。因此，在设计时应该针对性的改进离心泵的泵体结构，其主要包括以下几个方面：
（1）改进离心泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。增大过流面积，增大叶轮盖板进口段的曲率半径，减少液流急剧加速与降压。
（2）采用双吸叶轮或者增加叶轮尺寸。采用双吸叶轮或者增大叶轮尺寸可以降低叶轮入口处的流速，减少压力降。或者可以在离心泵泵体入口前安装增压泵，从而保证流体压力高于输送温度下的饱和蒸汽压，有效减少汽蚀的形成。
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（3）优化泵体管路设计。通过优化离心泵的管路系统设计，在正常工作许可的条件下，可以采用倒灌，最大程度的降低离心泵的吸上高度。另外，离心泵的管路系统在配管时，经常会有不必要的损失。因此，在离心泵进行配管设计时，尽可能的将吸入管的长度缩短到适合的长度，同时，需要适当的增大其吸入管口径，减少不必要的阀门、弯头等，这样可以最大程度的避免因为管道阻力而诱发的汽蚀现象。
3.2精选抗汽蚀材料
汽蚀现象作为离心泵最常见的故障之一，有些情况从根本上是无法避免的。因此，延缓汽蚀速度，增强离心泵的抗汽蚀能力便成为了很多情况下的选择。具体可以采用以下几种方法提高离心泵的抗汽蚀能力：
（1）精选离心泵的化学涂层。可以选用高分子材料，在离心泵的过流部件外表涂上一层保护膜。
（2）强化表面热处理。强化离心泵的过流部件的表面热处理，能够有效提高其表面的硬度。
（3）采用性能良好的材料。生产离心泵的叶轮时选取抗汽蚀性能良好、硬度高、韧性好、化学性能稳定的材料，可以有效提高叶轮的使用年限，当前主流的材料有高镍铬合金、含有镍铬的不锈钢等。
3.3强化操作人员管理
在离心泵的众多汽蚀故障中，部分是由于工作人员的操作不当而诱发的。因此，要针对性的解决离心泵的汽蚀问题，除了改善泵体自身因素外，还需要加强操作人员的管理工作。具体可以从以下几个方面入手：
（1）须确保离心泵运行在指定的工作区。离心泵在使用过程中必须确保其在允许的工作区域内运行。离心泵在运行过程中，如果其工作流量超过允许范围，必然会引起必需汽蚀余量的增大，导致必需汽蚀余量大于汽蚀余量，这种情况下就会使离心泵产生汽蚀。相反，当其运行工作流量低于连续运行的稳定流量时，将会导致离心泵内因为摩擦而产生的热量不能及时排出泵体外，使泵内介质温度升高，进而导致蒸汽压上升，也会引发汽蚀。
（2）避免阀门关闭时间过长。操作人员出于降低成本考虑，通常情况下，会选择关闭离心泵的出口阀门以此来降低离心泵的启动电流。这种操作方式，极难把控阀门的关闭时间，一旦阀门的关闭时间过长，会使泵体内产生的热量不能及时排出造成介质温度升高，进而诱发汽蚀。
（3）避免离心泵转速过高。当使用转速可调的变速离心泵时，应该通过调节设施，避免转速过高。根据汽蚀相似定律，必需汽蚀余量与转速的平方呈现正比线性。因此，要避免汽蚀的发生就必须确保其转速不能超过设计时允许的转速。
4结束语
综上所述，汽蚀的破坏力较强，严重威胁着离心泵的正常使用。因此，应该从离心泵的本身设计和人员操作管理两个方面采取有效措施，严格把关离心泵在生产设计各个环节的质量关，有效增强离心泵的抗汽蚀能力；另外还需强化离心泵操作人员的管理，尽量让汽蚀形成中的人为因素降到最低，最终延缓离心泵的汽蚀速度，延长离心泵的使用寿命。由此可见，防范离心泵的汽蚀对于离心泵的正常稳定运行有着非同一般的意义。
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论文作者:朱昂
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/5
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