講解離心泵的氣縛和氣蝕關(guān)系

上海意嘉泵業(yè)制造有限公司是一家生產(chǎn)離心泵大型企業(yè)，公司技術(shù)力量雄厚，檢測(cè)設(shè)備及工藝技術(shù)先進(jìn)。年產(chǎn)各種型號(hào)離心泵高達(dá)10萬臺(tái)套，以先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造檢測(cè)設(shè)備為手段，使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全過程，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)和高可靠性。產(chǎn)品全部采用CAD設(shè)計(jì)軟件和CFD計(jì)算流體力學(xué)軟件等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段，產(chǎn)品經(jīng)過精密鑄造、熱鍛壓、焊接、熱處理、精加工、裝配等十多道工序，使用先進(jìn)的數(shù) 控加工中心、等離子焊接機(jī)、全自動(dòng)氣體保護(hù)、半自動(dòng)真空熔焊機(jī)、超頻真空熱處理設(shè)備、高效加工專機(jī)、理化和探傷設(shè)備等各類高精密加工檢測(cè)設(shè)備， 完全實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM數(shù)字工程化，保持行業(yè)領(lǐng)先，實(shí)現(xiàn)意嘉泵業(yè)“智造”科技化。

“氣縛”：由于泵內(nèi)存氣，啟動(dòng)泵后吸不上液的現(xiàn)象，稱“氣縛”現(xiàn)象。“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動(dòng)。為防止“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生，啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體。 
  
      “氣蝕”：由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液 體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“氣蝕”現(xiàn)象，“氣蝕”發(fā)生時(shí)液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動(dòng)、使流量減少，甚者無液體排出。為防止“氣蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)不高于允許吸上高度。

1、離心泵氣縛現(xiàn)象

(1)氣縛發(fā)生原因
        離心泵在啟動(dòng)前沒有灌滿被輸送的液體，或者是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中泵內(nèi)滲入了空氣，因?yàn)闅怏w的密度小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力小，無法把空氣甩出去，泵殼內(nèi)的流體在隨電機(jī)作離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)壓不足以吸入液體至泵殼內(nèi)，泵象被“氣體”縛住一樣，失去了自吸能力而無法輸送液體，稱作離心泵的氣縛現(xiàn)象。

（2）  產(chǎn)生危害情況
        泵打不出液體來，機(jī)組產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，同時(shí)伴有強(qiáng)烈刺耳的噪音，電機(jī)空轉(zhuǎn)，容易燒壞電機(jī)。影響輸送液體的效率和離心泵的正常工作。

（3）預(yù)防措施集錦
        啟動(dòng)前要灌泵并使泵殼內(nèi)充滿待輸送的液體，啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉出口閥。為防止灌入泵殼內(nèi)的液體因重力流入低位槽內(nèi)，在泵吸入管路的入口處裝有止逆閥（底閥）；如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，則啟動(dòng)時(shí)無需灌泵。做好殼體的密封工作，灌水的閥門不能漏水，密封性要好。

2、離心泵氣蝕現(xiàn)象
      
（1）氣蝕發(fā)生原因
        當(dāng)泵殼內(nèi)吸入的液體在泵的吸入口處因壓強(qiáng)減小恰好氣化時(shí)，給泵殼內(nèi)壁帶來巨大的水力沖擊，使殼壁象被“氣體”腐蝕一樣，該現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。 

造成汽蝕的主要原因有：
        （1）進(jìn)口管路阻力過大或者管路過細(xì)；
        （2）輸送介質(zhì)溫度過高；
        （3）流量過大，也就是說出口閥門開的太大；
        （4）安裝高度過高，影響泵的吸液量；
        （5）選型問題，包括泵的選型，泵材質(zhì)的選型等。
        含氣泡的液體擠入高壓區(qū)后急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體就以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產(chǎn)生了極大的高達(dá)幾萬kpa的高速?zèng)_擊力，造成對(duì)葉輪和泵殼的沖擊，使材料受到侵蝕和破壞。

 從造成汽蝕和氣縛的原因不同來看：氣縛是泵體內(nèi)有空氣，一般發(fā)生在泵啟動(dòng)的時(shí)候，主要表現(xiàn)在泵體內(nèi)的空氣沒排凈；而汽蝕是由于液體在一定的溫度下達(dá)到了它的汽化壓力。

（2） 氣蝕發(fā)生的位置
        根據(jù)水泵汽蝕發(fā)生的部位不同，可將汽蝕分為以下四類：
        葉面汽蝕：
        葉面氣蝕是發(fā)生在葉片表面的汽蝕，主要是因?yàn)樗冒惭b過高，或流量偏離設(shè)計(jì)流量過大時(shí)產(chǎn)生的汽蝕現(xiàn)象。其空泡形成和潰滅多發(fā)生在葉片的正面和背面或前輪盤內(nèi)表面處以及葉片的根部。

間隙汽蝕：
        間隙氣蝕泵內(nèi)水流通過突然變窄的間隙時(shí)，速度增加，局部壓力下降，也會(huì)產(chǎn)生汽蝕。如軸流泵葉片外緣及泵殼之間的間隙內(nèi)，離心泵密封環(huán)與葉輪外緣的間隙處，由于葉輪進(jìn)水側(cè)與出水側(cè)的壓蓋很大，導(dǎo)致高速回流，造成局部壓降，引起間隙汽蝕。
        渦帶汽蝕：
        渦帶氣蝕由于集水池，進(jìn)水流道設(shè)計(jì)不良或水泵在非設(shè)計(jì)條件下工作，也可能在葉輪的下方產(chǎn)生自上而下的帶狀漩渦（簡(jiǎn)稱渦帶），當(dāng)渦帶中心壓力低于汽化壓力時(shí)，該渦帶即成為汽蝕帶。
        粗糙汽蝕：
        粗糙氣蝕是水流經(jīng)過泵內(nèi)凸凹不平的內(nèi)壁面和過流部件時(shí)，在突出物的下游也容易產(chǎn)生局部負(fù)壓而引發(fā)汽蝕，該汽蝕稱為粗糙汽蝕。

3、離心泵的氣縛和氣蝕產(chǎn)生的危害情況
        使水泵性能惡化
        汽蝕發(fā)生時(shí)將產(chǎn)生大量空泡，水中含有大量空泡時(shí)，破壞了水流的正常規(guī)律，使葉槽有效過流面面積減小，流動(dòng)方向隨之改變，能量損失增大，從而引起水泵流量、揚(yáng)程和效率的迅速下降，汽蝕嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)斷流。
        損壞過流部件
        水泵壁面在高強(qiáng)度沖擊力的反復(fù)作用下，金屬表面產(chǎn)生局部變形與硬化變脆，產(chǎn)生金屬疲勞現(xiàn)象，使金屬破裂與剝落。除力學(xué)作用外，還夾雜著水體中逸出的深入活潑氣體（如氧氣）對(duì)金屬的化學(xué)腐蝕以及水體對(duì)金屬的電化學(xué)腐蝕等。在綜合作用下，水泵壁面起初是出現(xiàn)麻點(diǎn)，繼而變成蜂窩狀，嚴(yán)重時(shí)壁面會(huì)在短期內(nèi)被擊空。
  產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲
        氣泡潰滅時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互相撞擊，同時(shí)也撞擊金屬表面，產(chǎn)生各種頻率的噪聲，嚴(yán)重時(shí)可聽見泵內(nèi)有“劈啪”的爆炸聲，同時(shí)引起機(jī)組振動(dòng)。葉輪局部在巨大沖擊的反復(fù)作用下，表面出現(xiàn)斑痕及裂紋，甚至呈海綿狀逐漸脫落，降低了泵使用壽命。
        所以噪聲和振動(dòng)也是用來判斷汽蝕是否發(fā)生和消失的主要依據(jù)之一。
     

4、離心泵氣縛和氣蝕預(yù)防措施
        1、減少氣蝕的有效措施是防止氣泡的產(chǎn)生。
        2、使在液體中運(yùn)動(dòng)的表面具有流線型，避免在局部地方出現(xiàn)渦流，因?yàn)闇u流區(qū)壓力低，容易產(chǎn)生氣泡。此外，應(yīng)當(dāng)減少液體中的含氣量和液體流動(dòng)中的擾動(dòng)，也將限制氣泡的形成。
        3、選擇適當(dāng)?shù)牟牧夏軌蛱岣呖箽馕g能力。通常強(qiáng)度和韌性高的金屬材料具有較好的抗氣蝕性能，提高材料的抗腐蝕性也將減少氣蝕破壞。
        4、離心泵入口處壓力不能過低，而應(yīng)有一最低允許值，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的汽蝕余量稱為必需汽蝕余量，一般由泵制造廠通過汽蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)定，并作為離心泵的性能列于泵產(chǎn)品樣本中。泵正常操作時(shí)，實(shí)際汽蝕余量必須大于必須氣蝕余量，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)大于0.5m以上。
        5、同時(shí)要清理進(jìn)口管路的異物使進(jìn)口暢通，或者增加管徑的大小。
        6、另外對(duì)于泵的生產(chǎn)廠商來說就是要提高離心泵本身抗氣蝕的能力，比如改進(jìn)吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；采用前置誘導(dǎo)輪，以提高液流壓力；增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，以增大進(jìn)口面積。
        7、離心泵的氣縛和氣蝕現(xiàn)象對(duì)于離心泵的影響是十分不利的。在日常使用離心泵前一定要按操作規(guī)程來進(jìn)行，避免氣縛現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)要定期檢查和維護(hù)離心泵的進(jìn)出口管路以及葉片，防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。