汽蝕是液力機(jī)械中常見的故障之一，由于進(jìn)口池或管路設(shè)計(jì)不合理，以及未充分考慮大氣壓、溫度、介質(zhì)氣化壓力的變化等常常因?yàn)槠g而引起泵的過早失效。 已經(jīng)安裝服役的泵幾乎沒有辦法*克服泵本身汽蝕性能差造成的汽蝕破壞。

    本文將主要介紹減輕在役泵汽蝕破壞的方法，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中均取得了明顯的效果。 

一、汽蝕的產(chǎn)生原因汽蝕是由液體汽化引起的，液體分子逸出液體表面，成為氣體分子的過程，稱為“汽化”。 

        液體的汽化程度與壓力的大小、溫度高低有關(guān)。溶解于液體中的氣體，在壓力和溫度變化時(shí)也會(huì)釋放出來(lái)，形成汽穴。當(dāng)液體內(nèi)部壓力下降，低于液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，在局部區(qū)域形成汽泡或汽穴；而在壓力升高的地方汽泡突然被四周的壓力壓破，液流因慣性以*的速度向汽泡的中心擠壓，對(duì)設(shè)備造成水力沖擊。這種微泡的產(chǎn)生、潰裂以及對(duì)過流表面產(chǎn)生物理和化學(xué)作用的整個(gè)過程稱為汽蝕。如果液體中不含任何雜質(zhì)，即使在壓力很低時(shí)也不會(huì)發(fā)生汽蝕。國(guó)外的汽蝕研究者通過試驗(yàn)認(rèn)為，超高純水的抗拉強(qiáng)度（即產(chǎn)生空穴的極限）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通常的金屬材料的抗拉強(qiáng)度。但通常的液體中總是含氣體或固體，這些雜質(zhì)成為汽蝕核子，在一定條件下誘發(fā)空穴的發(fā)生。含砂水流由于水與砂的比重不同，砂粒運(yùn)動(dòng)軌跡與流線脫離，可能會(huì)加速汽蝕的發(fā)生。筆者在論文“泥漿泵的汽蝕及抗磨抗汽蝕材料” 。
   

二、在役泵的汽蝕診斷方法泵的使用者通常無(wú)法利用制造廠流量一定時(shí)揚(yáng)程的下降來(lái)判定汽蝕是否發(fā)生的方法。

       在役泵是否發(fā)生汽蝕，除在汽蝕破壞后觀察法外可以采用（1）超聲波法；（2）泵體外噪聲法；（3）振動(dòng)法等方法判斷。觀察法：破壞表面觀察法是在事后觀察方法，根據(jù)破壞的表面形狀來(lái)進(jìn)行判斷。由于汽蝕、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。汽蝕破壞的金屬表面通常顯現(xiàn)蜂窩狀，它是由局部高速水打擊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)為是汽蝕，但當(dāng)我們用機(jī)械的方法繼續(xù)去處表面時(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，但要注意有時(shí)有水流旋渦。噪聲法：泵體外噪聲法比較簡(jiǎn)單，可以不與泵體接觸。但由于噪聲法受周圍環(huán)境噪聲的影響較大，當(dāng)顯示其強(qiáng)度zui高時(shí)。一般水泵汽蝕已達(dá)到非常強(qiáng)烈的階段，這時(shí)人耳已能通過強(qiáng)烈的汽蝕爆裂聲判別汽蝕工況。因此，泵體噪聲法不太適合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)汽蝕的發(fā)生。振動(dòng)法：這種方法是通過加速度計(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)局部汽蝕引起的汽泡潰裂所產(chǎn)生的激振反應(yīng)遲鈍，同時(shí)，泵上振源較多。由于汽蝕引起的振動(dòng)常被掩沒在其它振動(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。超聲法：超聲波法測(cè)量汽蝕方法簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，且不受其它環(huán)境噪聲的干擾，對(duì)汽蝕的發(fā)生和發(fā)展敏感性強(qiáng)。因此，作為泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視汽蝕是一種比較理想的方法。另外，撫順石油學(xué)院化工機(jī)械研究所趙會(huì)軍介紹了用電測(cè)法預(yù)測(cè)離心泵汽蝕性能。
   

三、減輕在役泵的汽蝕破壞的方法： 
         1、進(jìn)水池在使用現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)發(fā)生汽蝕（包括其它故障）的泵查看進(jìn)水池的流動(dòng)狀況是十分必要且又方便易行的。如果池表面能看到強(qiáng)力的旋渦，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。注意水池水位是必要的，抬高進(jìn)水池水位可以減輕甚至*阻止汽蝕的發(fā)生。解臺(tái)泵站對(duì)進(jìn)水口改造，汽蝕浸蝕減少45%左右。齊魯石化的劉克旺、孫敬河等人在循環(huán)泵進(jìn)口添設(shè)破渦板后泵的汽蝕不再發(fā)生且流量從不穩(wěn)定的8500、8000m3/h分別提高到穩(wěn)定的9700、8200m3/h。  
         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量少的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。 1995年赤水天然氣化肥廠在循環(huán)泵進(jìn)口橡膠膨脹接為1000mm，而管子為800mm。為此增加了放氣管，解決了由于其阻造成的壓力下降，解決了汽蝕問題。  

  3、調(diào)整泵流量新疆電力設(shè)計(jì)院王衛(wèi)東建議由于我國(guó)采用的原阻力計(jì)算公式來(lái)源于原蘇聯(lián)，其阻力計(jì)算值比實(shí)際的大，阻力計(jì)算宜采用新公式進(jìn)行。否則，泵在大流量運(yùn)行容易發(fā)生汽蝕。在水泵設(shè)計(jì)選型與實(shí)際有一定的偏差時(shí)，水泵產(chǎn)生汽蝕和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可以通過切削葉輪來(lái)加以解決，以期達(dá)到消除汽蝕，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的目的，實(shí)踐證明，這種方法確實(shí)行之有效。  
        4、利用引射結(jié)構(gòu)噴射裝置在原理上相當(dāng)于液-液噴射泵。在泵的出口處引出一高壓水引到如圖所示的高壓水室內(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)口所必須的汽蝕余量。浙江大學(xué)的吳昱等人對(duì)此進(jìn)行了
    引射裝置的引回流量宜控制在2%-5%之間。張德煌老在長(zhǎng)沙曾采用過類似方法對(duì)100口徑的多級(jí)泵進(jìn)行試驗(yàn)，取得了明顯效果。其方法是用1/2的管將平衡盤后的水引至泵進(jìn)口，泵系統(tǒng)的裝置汽蝕余量降低了0.5~0.8m。武漢大學(xué)的郭迪龍等人介紹了一種射流－離心泵裝置。這種裝置相當(dāng)于射流泵與離心泵串聯(lián)工作，對(duì)大吸程的泵十分有效，但一般不適合于在役泵的改造。  
       5、進(jìn)口補(bǔ)氣補(bǔ)氣的方法并不能防止汽蝕空穴的產(chǎn)生，但適當(dāng)補(bǔ)氣會(huì)減輕空穴破裂時(shí)產(chǎn)生對(duì)流道邊壁的破壞，補(bǔ)入的氣體象一層保護(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。武漢水利電力學(xué)院孫壽、顏錦文對(duì)補(bǔ)氣防水泵汽蝕進(jìn)行了研究并取得了一定效果，但同時(shí)指出：補(bǔ)氣防治水泵汽蝕，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。  
        6、采用抗汽蝕材料不同的材料抗汽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(guó)外推薦低碳鉻鎳合金鋼，如13Cr4N作為在汽蝕狀態(tài)下工作的水力機(jī)械材料，具有較好的抗剝蝕性能。鄭州機(jī)械研究所陳巖進(jìn)行了不同材料抗汽蝕性能的比較（《熱加工工藝》2000），結(jié)果如下表材料 HT200 QT400-15 QT600-3 ZG230-450 ZG310-570 失重mg 961.4 737.1 481.1 241 155 試驗(yàn)時(shí)間h 15 材料 ZG40Cr ZG20SiMn ZG1Cr18Ni9Ti ZG0Cr13Ni4Mo ZG0Cr13Ni6Mo 失重mg 139.9 122.2 71.5 40.2 25.2 試驗(yàn)時(shí)間h 15 30 長(zhǎng)沙水泵廠的朱旭仁提供的資料，其材料與汽蝕失重見下表材料 HT200 QT600-3 ZG310-570 18-8 失重 148.3 76.5 33 16.3 對(duì)無(wú)法避免汽蝕時(shí)采用耐汽蝕材料是有效的。如：凌城泵站對(duì)7#和10#機(jī)組，葉輪室將原鑄鋼換為不銹鋼，運(yùn)行幾年未發(fā)現(xiàn)其實(shí)破壞斑痕。武定門站將鑄鐵改為QT42-10，使用壽命提高2倍以上。解臺(tái)泵站用鑄鐵與銅對(duì)比,銅葉輪抗汽蝕效果明顯。  
       7、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、聚胺脂等。在流道表面堆焊合金或噴涂合金的方法在對(duì)汽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)，但應(yīng)當(dāng)對(duì)其操作工藝嚴(yán)格控制，以防止涂層脫落的現(xiàn)象。采用合金粉末噴焊效果好但成本高，且有些地方可能無(wú)法進(jìn)行。如：某泵站采用金屬合金粉末噴焊處理的葉片，取得了較好的抗汽蝕效果，使用壽命可延長(zhǎng)。中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)公司郝百順用H-l對(duì)泵葉輪進(jìn)行了耐汽蝕磨損涂層的應(yīng)用研究。引灤工程大張莊泵站原泵汽蝕嚴(yán)重，采用柔軟陶瓷復(fù)合材料修復(fù)經(jīng)過4年4000h的輸水檢查未發(fā)現(xiàn)汽蝕破壞。*松遼委察爾森水庫(kù)管理局*臣介紹了TS216耐磨修補(bǔ)劑在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪抗氣蝕中的應(yīng)用效果良好。連云港幣自來(lái)水公司馬援東采用激光熔覆方法對(duì)鑄鐵和鑄鋼處理后，抗汽蝕性能分別是噴焊工藝處理的1.3和1.5倍。  
      8、修整葉片頭部修整葉輪頭部對(duì)降低葉片進(jìn)口的水流速度，減小葉輪進(jìn)口排擠，提高泵的抗汽蝕能力是有效的。實(shí)踐證明盡管進(jìn)口葉片減薄，在汽蝕環(huán)境中常常葉輪壽命更長(zhǎng)。一般修整葉輪頭部是葉片頭部背面修薄，在靠近葉輪前蓋板多修一些。 2001年長(zhǎng)沙水泵廠對(duì)流量5040m3/h，揚(yáng)程17.5m的泵進(jìn)行修整（同時(shí)對(duì)喉部修整），經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)汽蝕余量下降0.5左右。/