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(一)关于离心泵气蚀的概述
气蚀是液力机械中常见的故障之一。由于吸水池或进水管路设计不合理,以及未充分考虑大气压、温度、介质气化压力的变化等原因,导致在水泵进口端产生汽蚀现象,从而侵蚀泵体材料,金属表面开始呈现蜂窝状,进而引起水泵的损坏。
从本质上看,离心泵气蚀现象是一种流体力学额空化作用,与漩涡有关。它是指流体在运动过程中压力降低至其临界压力之下时,局部地方的流体发生汽化,产生微小空泡团。该空泡团发育增大至一定程度后,在外部因素的影响下溃灭而消失,在局部地方引发水锤作用,其应力可达到数千个大气压。显然这种作用具有破坏性,从宏观结果上看,气蚀现象使得流道表面受到侵蚀破坏,引发震动,产生噪音;在严重时出现断裂流动,形成流道堵塞,造成水泵性能下降。所以说,气蚀问题是水泵行业的一个很重要的科研课题。
(二)离心泵在运行时的气蚀诊断方法
客户从市场或代理商处购买海龙离心泵,应按照泵的设计工况来安装使用;在使用或运行海龙泵时,有些客户无法利用我们的方法来判断泵的气蚀是否发生,也就是“流量一定时扬程的下降”来判断泵的气蚀是否发生的方法。使用中的泵有没有发生气蚀,除了气蚀破坏了泵之后的观察法之外,还可以利用超声波法、泵体外噪诊断法、振动法等方法来判断。下面就由海龙水泵业的资深工程师为广大客户解析这几种方法的具体操作流程。
1、体外观察法
这种方法是在气蚀发生后的观察,根据泵体被破坏的表面形状来进行判断。由于气蚀、铸造气孔、冲刷磨损、腐蚀等均会造成金属表面形状与原来泵体的形状的不同,所以可以利用此法来判定。被气蚀破坏过的金属表面通常显现出蜂窝状,它是由局部高速的水流击打金属而使金属表面遭受破坏,而蜂窝孔一般是连通道泵体表面的,大多数的坑槽与金属表面垂直。铸造缺陷(如疏松、气泡)往往深藏在金属内部,有时由于高速流水的冲击将金属内部的疏松、气孔呈于表面而误认为是气蚀,但用机械或手工打磨的方法除去表面疙瘩时会发现其内部仍有气孔。冲刷磨损痕迹一般会出现与泵体内水流方向相同的沟槽,但要注意泵体内是否有水流的旋涡。
2、超声检测法
超声波法测量气蚀方法简单,调试方便,且不受其他环境噪声的干扰,对气蚀的发生和发展敏感性强。超声波气蚀系统通过大功率超声波在液体中产生的空化作用,高速度模拟材料的气蚀状况。 在规定的频率下,超声波的振幅越大,材料气蚀的速度也越快。在抗磨(耐磨)材料的研究过程中,都需要对材料的抗磨性能做测量、比较和评价。例如润滑油的研发、叶轮材料的选择以及离心泵的设计等等。在这个过程中,利用超声波做材料气蚀性测试,是一个公认的行之有效的方法,也是泵站现场监测气蚀是一种比较理想的方法。
3、噪声判断法
此方法相对简单,使用者观察时不与泵体接触。水泵发生的气蚀处于初始阶段,产生的噪音相对较小,这时使用噪声发来判断会受到周围环境其它噪声的影响;而当显示其强度最高时,水泵的气蚀已经达到非常强烈的阶段,这时通过耳朵能听到强烈的气蚀爆裂声,判断出气蚀的发生,但为时已晚。因此,泵体噪声法不太适合现场监测气蚀的发生。
4、泵体振动法
通过加速度计探头测量泵体振动频率的一种方法,方法简单,但灵敏度较低。特别对于大泵,泵体刚度大。对泵内局部气蚀引起的气泡溃裂所产生的激振反应迟钝,同时,泵上振源较多。由于气蚀引起的振动常被掩没在其他振动之中。因此,振动法只适宜作为现场监测气蚀的辅助手段。
(三)结语
专业的气蚀检测还有:流量—扬程法(也称能量法)、压力脉动法、电测法、图像法等方法,但是这些方法需要借助可视化实验装置、高速摄影仪器、动态测试、频谱分析等高科技或知识,购买海龙泵的客户大多都不具备,这里就不一一列举。海龙泵在设计时已规定了必须的气蚀余量,客户若依据海龙水泵的设计工况来安装使用,一般不会发生严重的气蚀破坏。