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渣浆泵的过流部件是在强磨蚀或者强腐蚀状态下工作的。通过高新泵业近几年来渣浆泵的损坏部件检查和分析,发现因正常磨损而报废的部件所占比例不足40%,而大部分部件是在非正常工况下运行造成早期破坏,且寿命相差甚大。进一步分析发现,在非正常损坏部件中,以汽蚀形式破坏占相当大的比例。然而,输送磨蚀性浆体所用渣浆泵大多在倒灌状态下工作,泵的汽蚀性能满足要求。1 汽蚀的破坏机理
汽蚀是流动的液体产生汽泡并发生破裂的过程。汽蚀破坏除有机械力作用外,还伴有电解、化学腐蚀等作用,从而造成过流件的早期破坏。汽蚀产生的原因有多方面,通常引入汽蚀余量来描述汽蚀发生的界限,其方程式为:
NPSHa=PC/ρg-hg-(λL/D+Σξ)V2/2g-PV/ρg
式中 PC——吸入液面的压力;
ρ——输送介质的密度;
g——重力加速度;
hg——吸入高度;
λ——吸入管的阻力系数;
L——吸入管长度;
D——吸入管内径;
Σξ——局部阻力系数之和;
V——管内流体流速;
PV——汽化压力。
由上式可知,决定装置内汽蚀余量的参数较多,其中影响因素大的有以下几项:
(1)hg,一定要注意限制。
(2)V,管内流速与流量成正比,相同流量下
与管道的截面积成反比,说明泵在偏大流量下运行很容易发生汽蚀,因此吸入管直径需适当加粗。
(3)ρ,输送介质密度大,吸入性差。
(4)L,吸入管的长度越长,管路阻力越大,在
允许的情况下,应尽量缩短吸入管的长度。由上式算出的装置汽蚀余量值,若小于或等于所用泵该工作点下的汽蚀余量,就会产生汽蚀。间隙汽蚀产生的原因是:高低压差作用在小间隙部位,可使流体产生局部的、非常高速的射流,在这种情况下,虽然泵满足汽蚀余量的要求,但在高速流动力下,会形成真空汽泡,并在间隙下游的较低流速区域发生破裂而形成间隙汽蚀。这种汽蚀一般表现在高扬程泵蜗壳隔舌处,叶轮前护板与吸入侧的间隙内、叶轮后护板与叶轮的间隙内,尤其是在小流量工况下更为严重。
2 气蚀的破坏机理
气蚀破坏机理,一是存在着象真空汽蚀破坏一样内向爆破;二是存在着浆体中颗粒介质气液分离后的加速冲击作用,由于这类气泡比浆体质量轻,极易被旋转的叶轮赶到蜗壳和前后护板壁面上、护板蜗壳的结合缝隙内破裂,破裂后的液体迅速补充空穴,加速撞击壁面,这种频繁的撞击会造成材料疲劳剥落,剥落后的凹坑更易存留气泡,还会形成涡流,加速壁面磨损。此类破坏形式属于气蚀加高速旋流综合性破坏,过流件损坏很快,破坏后的外观如大的蜂窝状。需要提及的是:气体气蚀与抽空是两个不同的概念,抽空形成是气液分离,气体气蚀则是气液溶解随后破裂所致。
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