摘 要：当离心泵出现气蚀问题时，不仅会使泵的运行效率下降，间接影响流体的输送效率，而且会缩短离心泵的使用寿命，同时也会威胁流体的输送安全。本文主要是从离心泵气蚀机理出发，分析离心泵气蚀因素，探讨对应的解决措施。
关键词：离心泵；气蚀；防护处理
离心泵气蚀主要出现在离心泵的输送过程中，在这个阶段一旦由于压力的变化而出现不均匀的气泡，且短时间内无法排出，就会逐步形成流动、分裂，导致液体对应内部的零部件产生影响甚至是冲击，进而导致金属表面损坏的过程。离心泵气蚀的出现会严重影响安全性能与设备的使用寿命，同时还会带来许多未知的不安定因素。为了进一步探讨离心泵气蚀的防护处理策略，现就相关内容分析如下。
1.离心泵气蚀机理概述
离心泵气蚀的发生主要与离心泵运行过程中的压力条件密切相关。随着入口处到叶轮处的压力不断下降，势必会导致压力的不均匀变化，在压力降低到最低点后，液体压力会随着叶片发生变化。根据相关原理，输送温度相对稳定的前提下，当叶轮入口处的压力低于液体的饱和蒸气压，此时会出现气化的情况，同时出现一部分的气体。这些气体可能会溶解到液体内部，同时也有可能会随着内部的气体逃逸出去，形成新的气泡。内部压力相对稳定的情况下，气泡的气化压力会达到一定的水平，此时可能会低于外界的压力，随后蒸汽会瞬间凝结，而大量的气体也会重新回到液体当中，从而达到局部真空的效果。所以，四周的液体会以极高的速度冲到中心区域，随后形成水锤，此时一些区域的压力可能会达到数十兆帕的水平，此时气泡会集中到叶轮附近。
2.离心泵气蚀因素分析
离心泵气蚀的影响因素众多，可以根据因素的来源归纳如下几个方面：
(1)自身因素。从自身角度上来看，离心泵在使用过程中其内部高速旋转，基本的结构为叶轮与泵壳结构，在进行常规设计时，外部的结构参数是相对固定的，叶片、入口的形状宽度往往会对后期发生气蚀的情况产生影响。根据调查研究的情况来看，大多数的工业设计离心泵都存在发生气蚀的结构问题，这是其一。其二，离心泵气蚀与设备自身的材质选择也具有密切的相关性，如果选择的材料耐腐蚀性不足，表面的粗糙度处理不到位，同样也会导致工艺稳定性下降。另外，材料自身的硬度、强度不足同样会给离心泵气蚀带来影响。
(2)外部因素。外部因素也是导致离心泵气蚀的重要因素，甚至是决定性因素。在离心泵的正常工作过程中，外部的一些环境因素会对其带来影响，包括液体温度、压力等都会与离心泵气蚀的情况相关联。根据相关实验结果证实，离心泵长期处于低负压的工作环境当中，出现气蚀的概率也会大幅度的增加，甚至是难以避免的。另外，在使用过程中，温度也会对气蚀的深度产生影响，随着温度的上升，腐蚀的效率会增加，进而导致设备内部的压力增加。在流体当中，温度更是有改变液体自身性质的特殊作用，所以温度因素也是重要的外部影响因素。
(3)输送介质因素。从输送介质的角度上进行分析，其同样也是难以忽视的影响因素。对一些容易挥发的介质而言，随着温度的上升，其出现气化的可能性会增加，那么就会出现更多的气体，从而给内部带来难以控制的影响。在介质的输送过程中，离心泵如果长期处于这样的环境当中，必然会导致离心泵气蚀问题发生。
(4)操作因素。人为操作主要对离心泵气蚀产生影响，其可以归纳为两个方面。
一个是人为操作过程中没有关注启动前泵体所处的状态，从而出现了泵体、管道内本身就存在气体而没有充满实际使用介质，导致出现了离心泵气蚀问题。另外一个因素就是安装离心泵的过程中没有做好气密性的检验，导致使用时出现气密性不足的问题，从而导致出现了离心泵气蚀的情况。
3.离心泵气蚀问题的处理方法
离心泵气蚀问题主要还是遵从预防为主、防治结合的模式，现就气蚀处理与预防管理的内容分析如下。
(1)气蚀处理
在气蚀问题发生后，需要做好气密性的分析与检验工作，可以根据使用过程中的噪音、振动等情况来分析判断出现问题的具体区域。借助于降低排量与转动速度等方式来进行辅助判断，更可以采取拆检的方式进一步确认出现问题的区域。在仔细检查叶轮、覆盖区域的气蚀发生情况后，可以根据发生的深度、轻重程度来做出最终的判断，做好处理工作。
除了需要做好泵体本身的检查外，还需要结合离心泵气蚀的发生影响因素，做好外部输送管系的管理工作，处理好气密性问题，同时关注泵出口以及过滤器的稳定性。离心泵气蚀发生后，需要根据出现时的情况来进行液位、压力系统的调整，这些因素的改善也可以很好的满足气蚀控制的实际需求。
(2)气蚀预防管理
气蚀的预防管理可以从如下几个方面实现：首先，从设计层面上来看，泵管与叶轮的结构特征往往决定了离心泵气蚀的概率，所以需要适当的降低叶轮入口与泵的距离，这样就可以降低吸入的长度，或者借此机会适当的增加管径，从而降低管路的内部压力。如果是选择使用双吸叶轮模式，那么需要调整两侧的压力尽可能保持到平衡状态，并通过降低入口的真空度水平来满足实际的扬程需求，此时转速有所降低，可以显著降低离心泵气蚀的发生率。在吸入的管路弯头区域，可以做好管路设计，调整实际的长度，这样就可以减少压力的损失。利用稳定的介质流动来解决涡流问题，提升系统的整体稳定性；
其次，从制造的流程上来看，尽可能选择高强度、高硬度的材料，这些材料的化学性能稳定且不容易受到外部因素的影响，加工好的叶轮与泵壳更为耐用。通过科学强化处理方式也可以显著提升材料的耐腐蚀性能，如材料的渗碳处理或者热强化处理等等都可以达到这个效果；
最后，从使用的层面上来看，通过一定程度的降低介质的输送温度或者降低一部分气化的压力能够达到降低气蚀影响的效果，同时也可以减少气蚀发生的负面影响，取得更高的效益。通过适当的增加离心泵的入口区域的压力更是能够满足离心泵气蚀防护的实际需求。
4.结束语
综上所述，离心泵气蚀是安全生产的重要不安定因素，通过分析离心泵气蚀的发生原因、影响因素，能够帮助我们更为深入的了解到离心泵气蚀的发生原理，从而有效提升技术的应用水平以及设备的使用寿命，延长使用期限，取得良好的经济效益与生产效益。在进行离心泵气蚀问题处理时，既要关注常规离心泵气蚀处理，更要做好前期的预防管理工作，通过使用、制造等多个环节的科学管理，有效降低气蚀的发生率，从而确保安全生产活动正常开展。
参考文献
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