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离心泵叶轮的腐蚀因素总结
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  • 时间:2017-03-15 11:25:52
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      叶轮是水泵的重要部件之一,它直接影响着泵性能和效率,增加了单位抽排量的能耗,同时由于腐蚀引起的水泵频繁检修,增加了设备检修费用,不仅耗费了大量的人力、物力、财力,还影响排水泵站的正常运行和机泵的使用寿命。那么是什么因素在侵蚀叶轮?我该如何尽最大程度来保护叶轮不被腐蚀呢?下面我列举出对叶轮腐蚀影响较大的几个因素:

        一、汽蚀现象。液体在流动过程中出现了局部压力降,形成了低压区。当泵吸入口压力降低到该处相应温度下的饱和蒸汽压时,液体发生沸腾汽化,使原来流动的液流中出现大量气泡,气泡中包含着输送液体的蒸汽及少量原来溶解于液体中而逸出的空气。当气泡随同液流从低压区流向高压区时,气泡在周围高压液体的作用下,迅速缩小凝结而急剧地崩溃。由于蒸汽凝结过程进行得非常迅速与突然,结果在气泡消失的地方产生局部的真空,周围压力转变的液流非常迅速地从四周向真空空间冲挤而来,产生剧烈的水击,形成极大的冲击力。由于气泡的尺寸极微小,所以这种冲击力集中作用在与气泡接触的零件微小表面上,其压力可达数百个大气压以上,水击频率高达25000次/s.因而使材料壁面上受到高频高压力的重复载荷作用而逐渐产生疲劳破坏;同时,如果所产生的气泡中还夹杂有活泼气体(如氧气等),借助于气泡凝结时放出热量对金属起化学腐蚀作用,致使金属表面出现麻点以导致穿孔,严重时金属晶粒松动并剥落呈现出蜂巢状甚至把壁面蚀穿。这种气泡不断形成,生长和破裂崩溃,以致材料受到破坏的过程,总称为汽蚀现象。离心泵总有着不同程度的汽蚀现象,如何尽最大程度防止是关键。一般情况是从叶轮的结构入手,通过选择适当的叶轮折引直径,改变叶轮入口角度来改善泵的吸入性能及改变叶轮的制造工艺和选择抗汽蚀性能好的双相不锈钢,较好解决了循环水泵叶轮汽蚀问题并设计制造焊接式叶轮。

        二、输送液体的酸碱度。液体PH值的过高或过低都会加速金属的腐蚀,具体腐蚀原理在此不叙述。

        三、温度的影响。当水温在25 ℃时是中性。随着温度的升高,水的酸性增强,因而其腐蚀性也增强。研究发现,水温每升高10 ℃,一般可使铁的腐蚀速度增加30 %左右。在电解质溶液中,当温度升高时,一方面加速了阴极与阳极的反应过程,另一方面降低了溶液的电阻,增加了金属腐蚀速度。建议水泵叶轮和叶片用较好的不锈钢材料。

        四、盐浓度的影响。溶解于水中的盐对叶轮腐蚀有较大影响,因为它增强了水的导电性,同时也增加了电偶的腐蚀电流。尤其在酸性盐和氧化性盐环境中,由于存在着氢离子和强氧化剂,会出现氢离子去极化腐蚀或氧去极化腐蚀,因此钢铁在盐溶液中的腐蚀速度比在水中大。另外,溶解盐对保护膜的形成和破坏也有显著影响,特别是在海水中存在着大量氯负离子,能够破坏保护膜,使钢铁表面难以钝化,同时氯负离子又有很强的穿透能力,因此钢铁在海水中的腐蚀速度比在淡水中大。

        五、液体流速的影响。在叶轮表面上除腐蚀的主要过程外,经常发生次要过程,即出现保护膜,这种不溶解的氧化物保护膜减缓了腐蚀过程或使它完全停止,但保护膜只有在液流速度低的地方才有可能产生。在水流速度高的地方,保护膜经常被冲刷掉,因此在同一介质中,在高速液流区域工作的叶轮和叶片要比低速液流流过的泵壳零件更易受腐蚀。

        六、电化学腐蚀。在水溶液中叶轮的金属腐蚀具有电化学特征,这个过程是在有电位差时才出现。在有水的情况下或电解质溶液中,如果两种金属互相接触,则电极电位低的金属比较活泼,成了腐蚀电流的阳极,加速了自身的腐蚀;而电极电位较高的金属就成了阴极,受到了保护。例如叶轮毂和叶片分别由不同材质制成,在同一电解质中构成宏电池,产生宏观电偶;与此同时叶轮表面的化学组成不同,金相结构不均一,例如碳钢表面有铁素体又有渗碳体Fe3C;铸铁表面有铁素体又有石墨等杂质,这些杂质的电位往往高于金属本身,是微电池的阴极,促使叶轮金属发生微电池腐蚀或微观电偶。不论是宏观电偶或微观电偶,不同的成分的金属就会产微电池腐蚀效应。七、液体里面的杂质影响。液体里面的固体杂质直接冲击叶轮表面,特别是建筑工地用泵很容易将叶轮磨损。

        由此可见,影响水泵叶轮性能的因素很多。在实际制造中应该深入研究各种防腐措施和合理的结构,同时还要尽量采用新型材料和处理工艺以提高叶轮的抗蚀能力。尽最大可能提高水泵的可用性和使用领域! 


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