孟玢

摘要：隨著近幾年水利工程的不斷開(kāi)展，水泵的應(yīng)用也較為廣泛，但是由于水泵設(shè)備工作復(fù)雜性，因此在水泵入口處的液體中可能會(huì)混有空氣及泥沙，這些物質(zhì)就會(huì)造成水泵設(shè)備的內(nèi)部發(fā)生不同程度的磨損及腐蝕，從而影響水泵的正常應(yīng)用。本文將根據(jù)水泵發(fā)生空蝕及泥沙磨損的原因，深入的分析了針對(duì)于水泵空蝕及泥沙磨損的控制措施和修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵字：水泵空蝕；泥沙磨損；修復(fù)技術(shù)；合金噴焊

中圖分類號(hào)：TU113.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2011)03(b)-0000-00

1水泵受到空蝕及泥沙磨損的原因的確定

（一）水泵發(fā)生空現(xiàn)象的原因

1）在水泵設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，如果水泵的吸入系統(tǒng)部分的壓力低于或等于所傳輸?shù)囊后w的溫度所相對(duì)應(yīng)的汽化壓力時(shí)，液體中所溶解的氣體便會(huì)逸出，同時(shí)液體也會(huì)發(fā)生少量的汽化，所產(chǎn)生的氣體并不能及時(shí)的飛逸到空氣中，通常會(huì)以小氣泡的形式殘存在液體中。當(dāng)氣泡隨著液體流入到泵體內(nèi)局部高壓區(qū)域時(shí)，氣泡就會(huì)在高壓的作用下破裂，氣泡破裂所形成的空間會(huì)及時(shí)被周圍液體所補(bǔ)上，在周圍液體進(jìn)入到氣泡所產(chǎn)生的空隙時(shí)，液體會(huì)以較高的速度沖擊泵體的表面，由于液體中存在很多的氣泡，且氣泡一般都存在于葉片以及泵體內(nèi)部表面的附近，因此在泵體內(nèi)局部壓力變大氣泡破裂的瞬時(shí)，液體就會(huì)以較大的沖擊力擊打水泵的葉輪或葉片金屬表面，使金屬產(chǎn)生局部疲勞現(xiàn)象，因此會(huì)造成金屬葉片表面形成凹痕，凹痕形成以后就會(huì)使液體對(duì)金屬表面形成應(yīng)力集中，并進(jìn)一步破壞葉片以及泵體內(nèi)部表面，影響水泵的正常運(yùn)行。

2）如泵體內(nèi)的局部氣壓較低就會(huì)致使液體中所溶解的氧氣逸出，所逸出的氧氣就會(huì)與泵體內(nèi)的金屬部件發(fā)生氧化作用，進(jìn)而造成金屬部件發(fā)生腐蝕，同時(shí)氣蝕區(qū)域內(nèi)由液流撞擊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)的熱能, 和氣泡凝結(jié)時(shí)放出的熱能, 催化了金屬的氧化腐蝕反應(yīng)。

（二）水泵受到泥沙磨損的原因

由于水泵工作環(huán)境的因素，因此不能夠保證流經(jīng)泵體的液體中沒(méi)有混入泥沙之類的雜質(zhì)，當(dāng)液體中混入泥沙或者堅(jiān)硬顆粒狀的雜質(zhì)時(shí)，由于泵體內(nèi)的液體的流速度較快，就會(huì)致使液體泥沙或堅(jiān)硬顆粒狀的雜質(zhì)不斷的沖刷葉片金屬表面以及泵體內(nèi)部的金屬部件，進(jìn)而會(huì)造成金屬晶粒脫落，同時(shí)所脫落的金屬晶粒同泥沙等雜質(zhì)一樣會(huì)破壞泵體表面及葉片。由于葉片以及泵體表面遭到破壞就會(huì)加劇泵體表面的腐蝕，進(jìn)而會(huì)影響水泵的運(yùn)行周期。

2針對(duì)于水泵空蝕及泥沙磨損的修復(fù)及預(yù)防的措施

隨著我國(guó)水泵技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于水泵設(shè)備的生產(chǎn)工藝以及維護(hù)保養(yǎng)已經(jīng)成為人們所關(guān)注的重點(diǎn)，因此水泵設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)得到了很好的發(fā)展，下面筆者將簡(jiǎn)單介紹解決水泵空蝕及泥沙磨損現(xiàn)象的修復(fù)及預(yù)防措施。

（一）焊補(bǔ)修復(fù)技術(shù)

此種修復(fù)方法較為簡(jiǎn)單，施工人員只需采用焊接技術(shù)對(duì)水泵上的空蝕部分以及泥沙雜物磨損部分利用普通焊條或不銹鋼焊條進(jìn)行補(bǔ)焊即可。這種方法雖然簡(jiǎn)單方便，但是由于水泵空蝕部分不固定，給施工帶來(lái)了很大的難度。同時(shí)由于焊補(bǔ)主要針對(duì)于發(fā)生空蝕部分，對(duì)于非空蝕部分沒(méi)有必要的維護(hù)，因此并不能根除水泵的空蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）非金屬材料的涂敷技術(shù)

非金屬材料的涂敷主要是指在水泵金屬或葉片金屬表面加上一層非金屬材質(zhì)的涂層，目前應(yīng)用較為廣泛的非金屬材料主要是復(fù)合環(huán)氧樹(shù)脂，此種非金屬材料涂層的方法在很多大中型水電站均應(yīng)用過(guò)，但是使用效果的表面上，我們可以看到利用非金屬材料涂層技術(shù)對(duì)于水泵的空蝕以及磨損的現(xiàn)象得到了一定的改善，但是這種涂層容易老化，運(yùn)行一段時(shí)間以后就會(huì)發(fā)生涂層脫落的情況，因此同樣不是一種最佳的解決空蝕現(xiàn)象發(fā)生的方案。

（三）不銹鋼板的鑲嵌的技術(shù)

利用不銹鋼板鑲嵌的技術(shù)是目前控制水泵出現(xiàn)磨損及空蝕現(xiàn)象發(fā)生的有效的解決方案，這種方法主要就是將不銹鋼板鑲嵌在水泵中的葉輪室內(nèi)壁上，

3控制水泵發(fā)生空蝕及磨損現(xiàn)象發(fā)生的新技術(shù)新方法

（一）合金粉末噴焊技術(shù)

合金粉末噴焊技術(shù)的基本原理就是對(duì)水泵的葉片以及葉輪室表面利用合金粉末做強(qiáng)化處理，也就是利用氧乙炔焰在普通的鑄鑄鋼、鑄鐵表面噴上一層以鎳、鉻、鎢、鉬、鈷等稀有金屬組成的合金層，其厚度僅需0.5mm左右即可，經(jīng)過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)算可知，合金層的表面硬度可以達(dá)到HRC60-70，抗空蝕效果明顯，其運(yùn)行周期是正常沒(méi)有經(jīng)過(guò)合金粉末噴焊處理的水泵的5倍以上，而且這種噴焊技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，成本較低，是一種優(yōu)良的抗空蝕及泥沙磨損的措施。

（二）氧乙炔合金粉末噴焊技術(shù)的特性

1）合金粉末噴焊技術(shù)不需要一些復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，同時(shí)不需要進(jìn)行在加工，因此可以將硬度較高的合金粉末作為噴焊材料，且合金層得硬度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于涂層以及普通焊條硬化的表面。

2）合金粉末噴焊技術(shù)可以在泵體內(nèi)部表面以及葉片金屬表面的組織結(jié)構(gòu)上形成一層合金噴焊層，其具有抗空蝕、抗磨損、抗氧化等諸多優(yōu)良的性能，使水泵可以適應(yīng)各種復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)合金粉末的配置方法比較簡(jiǎn)單，因此在合金粉末噴焊技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中可以根據(jù)水泵的工作環(huán)境確定合金粉末的配比。

3）相對(duì)于其他金屬表面的強(qiáng)化方法，合金粉末具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，如加工工藝簡(jiǎn)單方便，省時(shí)省力，且具有一定的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于水泵葉片以及葉輪室的表面進(jìn)行局部覆蓋處理時(shí)，合金粉末噴涂技術(shù)是效果明顯且效率高的一種表面處理方式，傳統(tǒng)的金屬成材噴涂的修復(fù)技術(shù)不能保證涂層與工件之間的完美結(jié)合，且不能很好的預(yù)防水泵中的金屬部件發(fā)生空蝕現(xiàn)象。技術(shù)粉末噴焊技術(shù)與金屬堆焊技術(shù)相比，合金粉末噴焊法所形成的焊層和基體之間完全是冶金結(jié)合，焊層致密無(wú)孔，表面平整光滑，成型好，加工余量小，互熔區(qū)窄，沖淡率小，具有節(jié)省材料、焊層質(zhì)量好、加工效率高的優(yōu)點(diǎn)。

4）合金粉末噴焊技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)受到金屬材料的限制，其幾乎可以應(yīng)用于各種特定環(huán)境下的水泵材料。同時(shí)噴焊設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低，氧乙炔氣源較為常見(jiàn)，加工操作方便，且合金粉末噴焊技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用范圍較為廣泛，便于推廣。另外合金粉末噴焊技術(shù)的對(duì)工作環(huán)境沒(méi)有特定的要求，可以在惡劣的氣候環(huán)境下作業(yè)。

4總結(jié)

綜上可知，目前控制水泵設(shè)備發(fā)生空蝕及泥沙磨損現(xiàn)象最有效的方法為合金粉末噴焊法，但是在應(yīng)用合金粉末噴焊技術(shù)過(guò)程中也要注意：氧乙炔火焰所能達(dá)到的最高溫度大約在1300℃左右，，因此對(duì)于熔點(diǎn)過(guò)高的合金粉末的噴焊具有一定的難度，同時(shí)要使水泵葉片以及葉輪室表面的的抗空蝕，抗磨損性能達(dá)到最佳狀態(tài)，在應(yīng)用合金粉末噴焊技術(shù)時(shí)要考慮到水泵的工作環(huán)境以及材質(zhì)，熱效應(yīng)等，進(jìn)而選擇合理的施噴工藝。隨著國(guó)家對(duì)水泵技術(shù)的重視及推廣，各種先進(jìn)的水泵的抗空蝕以及抗磨損技術(shù)也在不斷的深入研發(fā)，相信在不久的將來(lái)，我們會(huì)獲得更為科學(xué)的水泵的抗空蝕以及抗磨損的新技術(shù)新工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚麗琴，張紅兵.大中型水泵空蝕與泥沙磨損預(yù)防及修復(fù)技術(shù)[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì).2005-15-6

[2].王衛(wèi)東.水泵的氣蝕及其防范[J].西北電力技術(shù).2000-5