无负压供水设备水泵汽蚀的危害

无负压供水设备中水泵的汽蚀是一种极其复杂的现象,汽蚀的发生和发展,会对使水泵性能恶化并且对过流部件材料形成破坏。
  1.使水泵性能恶化
  当无负压供水设备水泵内水流汽化时,大量气泡的生成、发育和溃灭,改变了流道内尤其是叶槽内的过流面积和流动方向,致使叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到破坏,能量损失增加,水泵的流量、扬程和效率迅速下降,甚至出现断流。
  2.对过流部件材料形成破坏
  气泡随水流到达高压区后,由于气泡内外的压力差,使其被压缩、分裂及溃灭。就在气泡凝结的瞬间,四周的水流质点高速向气泡中心冲击,互相碰撞,产生强烈的水锤。观察资料表明,这种冲击频率很高,每分钟可达数万次,瞬时的局部冲击压力可达几十甚至几百兆帕。
  由于上述情况也会发生在过流部件的表面及其附近,如果如此巨大的冲击压力,持续、长久地作用在叶轮和无塔供水泵壳的壁面上,会引起金属材料的塑性变形和局部硬化,产生疲劳现象,进而发生裂缝、击破及剥落,使金属表面呈现蜂窝状孔洞。在冲击压力的进一步作用下,使裂缝相互贯通,直至叶轮或无负压供水设备泵壳被蚀坏和断裂。这就是汽蚀的机械剥蚀作用。
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  汽蚀过程中的水汽凝结是一个放热过程,气泡在高压区被挤压破裂的同时,温度随之升高。水力冲击引起的水流和金属表面变形,也会引起温度升高。根据魏勒(Wheeler,W.H.)的试验研究表明,气泡破裂附近的瞬时局部温度可达500—800℃。在高温高压情况下,水流会产生带电现象,这是由于金属表面不同部位因温度差异而形成热电偶,由此产生电流对金属表面起电解作用(电化学腐蚀),使光滑表面逐渐变得粗糙。
  水流在汽化的同时,溶解在水中的空气(自然界水体中一般溶有2%左右的空气)也因低压而从中逸出,空气中的活性气体(如氧气)在高温条件下,会对金属表面产生化学腐蚀作用,使已受机械剥蚀的表面加速损坏。
  综上所述,汽蚀是机械剥蚀、化学及电化学腐蚀共同作用的结果,它们相伴而生,相互促进,加快了金属材料的损坏速度。其中机械剥蚀是造成材料破坏的主要因素。