(1)企业设备问题及分析
泵运转过程中,若其过流部分的局部区域,通常是叶轮叶片进口稍后的某处,抽送液体的绝对压力下降到等于或低于当时液温下相应的汽化压力时,就会因汽化产生汽泡。汽泡中主要是蒸汽,但由于水中溶解有一定量的气体,所以汽泡中除了蒸汽以外,还夹带有少量的气体。这些汽泡随着水流流到高压区时,高压液体使汽泡急剧缩小以至凝结成水,汽泡逐渐变形而破裂。在汽泡破裂时,细水滴以高速填充汽泡空穴,发生互相撞击而形成强烈的水击,可达到10~100MPa,使过流流道的材料受到腐蚀和破坏。可见,汽蚀过程包括汽泡形成、增长直到崩溃破裂以至造成材料侵蚀的过程。
汽蚀的形成过程及已有检修经验表明,循环水泵叶轮的汽蚀主要集中在叶片及轮盖轮盘的结合部位,汽蚀痕迹形状各异,有 的呈现断续分布的坑状,有的呈密集的蜂窝状,而且深浅不一。汽蚀严重时会引起叶片穿孔,导致叶轮报废而被迫更换。
水泵叶轮汽蚀会改变泵内水流状态,造成流动阻力增加,导致泵的流量、扬程和效率降低。同时造成泵的流道材料发生侵蚀而破坏,并使泵产生噪音和振动,危及水泵正常运行。
泵发生汽蚀时,汽泡在高压区连续发生突然破裂,微细射流的高速冲击将形成噪声,汽泡崩溃时的冲击作用将使泵组产生振动。汽蚀噪声与汽蚀发展的程度有关,噪声大时汽蚀对材料的破坏作用也大,可以利用噪声的这种特性,用以判断汽蚀的严重程度。汽蚀引起的振动主要原因有二。一是汽泡破裂产生的高频振动;二是当叶片进口处冲角较大时,进口边后方会形成脱流,产生时生时灭的不稳定汽穴。汽蚀振动频率若与泵组的自然频率接近,就会引起共振,使泵的工况恶化,甚至使整个系统受到破坏。
2014年9月6,我司事业部接到企业来电,由于企业水质较差,工作环境恶劣,水泵叶轮气蚀及腐蚀严重,使用周期短,企业要求使用福世蓝高分子复合材料在叶轮表面做涂层保护。我司以与该企业建立了长期合作关系,经长期合作结果证明,我司高分子复合材料能够对叶轮表面起到很好的防气蚀、防腐蚀、防冲击冲刷作用,并一定程度上提高了泵效,得到企业的完全认可。
(2)传统修复工艺及修复方法
叶轮汽蚀是循环水泵的主要故障之一,长期在汽馈下运行会引起水泵部件寿命降低及叶轮局部损坏,汽蚀严重时会引起泵体强烈振动,导致水流中断,泵不能工作。尽管循环水泵在制造、安装和运行过程中采取了各种方法防止水泵汽蚀的发生,但实际运行中,由于种种原因会使水泵的运行条件与设计工况发生偏离,不同程度的汽蚀仍偶有发生,给钢铁企业造成巨大经济损失。而传统解决叶轮气蚀现象往往通过以下方式:1.报废更换;2. 在检修中,可先依据这些对叶轮汽蚀进行分析和改造,对叶轮结构重新设计,减轻气蚀现象。
(3)美嘉华技术应用
美嘉华高分子复合材料具有优异的粘结性能,能够很好的粘结在叶轮的表面,防止材料脱落。另外高分子复合材料具有优异的防气蚀腐蚀性能,从根本上解决了叶轮气蚀、腐蚀现象,且高分子复合材料特有的自流平性能在一定程度上提高泵效,降低耗能,提高泵的使用寿命。
美嘉华特有的修复工艺能够保证叶轮高速旋转时对动平衡的要求,加上高性能的高分子复合材料彻底解决叶轮气蚀问题。
(4)美嘉华技术与传统修复工艺对比
高分子复合材料防气蚀、腐蚀具有以下优势:
1.成本低,施工周期短;
2.防气蚀、腐蚀性能好;
3.可以有效防止气蚀现象对叶轮本体造成的伤害;
4.大大延长泵的使用寿命;
5.具有优异的自流平性能,有效提高泵效。
合作总结
叶轮发生汽蚀,是钢厂循环水泵运行过程中产生的常见事故。造成叶轮汽蚀技术上的因素是多方面的,各类因素导致汽蚀的机理也有所区别。其中主要的因素包括:泵送系统的流量过大、倒灌高度不够、水泵的运行方式和空气进入泵内造成叶轮汽蚀。在检修中,可先依据这些对叶轮汽蚀进行分析和改造。在设计和改造中,采用适当增大叶轮进口直径、适当地增大叶片进口宽度、合理确定叶片进口边位置和形状、合理增大前盖板的转向半径,以及增大叶片进口安装角,或制成较大的冲角、削薄叶片进口厚度等措施可有效的避免循环水泵叶轮汽蚀的发生。
美嘉华技术为企业节省了大量的停机时间和停机成本,并在应用中取得了良好的使用效果,为企业彻底解决了叶轮气蚀的问题。