汽蝕是液力機(jī)械中常見(jiàn)的故障之一，由于進(jìn)口池或管路設(shè)計(jì)不合理，以及未充分考慮大氣壓、溫度、介質(zhì)氣化壓力的變化等常常因?yàn)槠g而引起泵的過(guò)早失效。

已經(jīng)安裝使用的泵幾乎沒(méi)有辦法完全克服泵本身汽蝕性能差造成的汽蝕破壞。本文將主要介紹減輕正在使用泵汽蝕破壞的方法，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中均取得了明顯的效果。

一、汽蝕的產(chǎn)生原因

汽蝕是由液體汽化引起的，液體分子逸出液體表面，成為氣體分子的過(guò)程，稱為“汽化”。液體的汽化程度與壓力的大小、溫度高低有關(guān)。溶解于液體中的氣體，在壓力和溫度變化時(shí)也會(huì)釋放出來(lái)，形成汽穴。當(dāng)液體內(nèi)部壓力下降，低于液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，在局部區(qū)域形成汽泡或汽穴；而在壓力升高的地方汽泡突然被四周的壓力壓破，液流因慣性以極高的速度向汽泡的中心擠壓，對(duì)設(shè)備造成水力沖擊。這種微泡的產(chǎn)生、潰裂以及對(duì)過(guò)流表面產(chǎn)生物理和化學(xué)作用的整個(gè)過(guò)程稱為汽蝕。

如果液體中不含任何雜質(zhì)，即使在壓力很低時(shí)也不會(huì)發(fā)生汽蝕。國(guó)外的汽蝕研究者通過(guò)試驗(yàn)認(rèn)為，超高純水的抗拉強(qiáng)度（即產(chǎn)生空穴的極限）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通常的金屬材料的抗拉強(qiáng)度。但通常的液體中總是含氣體或固體，這些雜質(zhì)成為汽蝕核子，在一定條件下誘發(fā)空穴的發(fā)生。含砂水流由于水與砂的比重不同，砂粒運(yùn)動(dòng)軌跡與流線脫離，可能會(huì)加速汽蝕的發(fā)生。

二、在役泵的汽蝕診斷方法

泵的使用者通常無(wú)法利用制造廠流量一定時(shí)揚(yáng)程的下降來(lái)判定汽蝕是否發(fā)生的方法。在役泵是否發(fā)生汽蝕，除在汽蝕破壞后觀察法外可以采用（1）超聲波法；（2）泵體外噪聲法；（3）振動(dòng)法等方法判斷。

觀察法：破壞表面觀察法是在事后觀察方法，根據(jù)破壞的表面形狀來(lái)進(jìn)行判斷。由于汽蝕、鑄造氣孔、沖刷磨損、腐蝕等均會(huì)造成金屬表面形狀與理想形狀的不同。汽蝕破壞的金屬表面通常顯現(xiàn)蜂窩狀，它是由局部高速水打擊金屬而使金屬表面疲勞破壞，所以蜂窩孔一般是與外部相通的，大多數(shù)的坑槽與金屬表面垂直。鑄造缺陷的疏松往往深藏在金屬內(nèi)部，有時(shí)由于水流的沖刷將金屬內(nèi)部的疏松、氣孔呈于表面而誤認(rèn)為是汽蝕，但當(dāng)我們用機(jī)械的方法繼續(xù)去處表面時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部仍有氣孔。沖刷磨損痕跡往往出現(xiàn)與水流方向相同的溝槽，但要注意有時(shí)有水流旋渦。

噪聲法：泵體外噪聲法比較簡(jiǎn)單，可以不與泵體接觸。但由于噪聲法受周圍環(huán)境噪聲的影響較大，當(dāng)顯示其強(qiáng)度最高時(shí)。一般水泵汽蝕已達(dá)到非常強(qiáng)烈的階段，這時(shí)人耳已能通過(guò)強(qiáng)烈的汽蝕爆裂聲判別汽蝕工況。因此，泵體噪聲法不太適合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)汽蝕的發(fā)生。

振動(dòng)法：這種方法是通過(guò)加速度計(jì)探頭測(cè)量泵體振動(dòng)頻率的一種方法，方法簡(jiǎn)單，但靈敏度較低。特別對(duì)于大泵，泵體剛度大。對(duì)泵內(nèi)局部汽蝕引起的汽泡潰裂所產(chǎn)生的激振反應(yīng)遲鈍，同時(shí)，泵上振源較多。由于汽蝕引起的振動(dòng)常被掩沒(méi)在其它振動(dòng)之中。因此，振動(dòng)法只適宜作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)汽蝕的輔助手段。

超聲法：超聲波法測(cè)量汽蝕方法簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，且不受其它環(huán)境噪聲的干擾，對(duì)汽蝕的發(fā)生和發(fā)展敏感性強(qiáng)。因此，作為泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視汽蝕是一種比較理想的方法。

三、減輕在役泵的汽蝕破壞的方法

1、進(jìn)水池

在使用現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)發(fā)生汽蝕（包括其它故障）的泵查看進(jìn)水池的流動(dòng)狀況是十分必要且又方便易行的。如果池表面能看到強(qiáng)力的旋渦，應(yīng)該考慮加破渦板。

另外，管口與進(jìn)水池的幾何尺寸也應(yīng)注意。如：管口離池壁的距離是否合適，是否有氣泡進(jìn)入泵吸入管。

注意水池水位是必要的，抬高進(jìn)水池水位可以減輕甚至徹底阻止汽蝕的發(fā)生。

2、進(jìn)水管路

進(jìn)口管路的設(shè)置除應(yīng)該盡量使管路損失小（如盡量少的彎頭和不必要的閥門）外，讓進(jìn)水管不得有高于泵進(jìn)口的部位以防止管內(nèi)積氣。

3、調(diào)整泵流量

在水泵設(shè)計(jì)選型與實(shí)際有一定的偏差時(shí)，水泵產(chǎn)生汽蝕和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可以通過(guò)切削葉輪來(lái)加以解決，以期達(dá)到消除汽蝕，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的目的，實(shí)踐證明，這種方法確實(shí)行之有效。

4、利用引射結(jié)構(gòu)

噴射裝置在原理上相當(dāng)于液-液噴射泵。在泵的出口處引出一高壓水引到如圖所示的高壓水室內(nèi)，高壓水通過(guò)環(huán)形噴嘴進(jìn)入泵的吸入管內(nèi)。高壓水與吸入管內(nèi)的水混合、交換能量，混合后的混合水能量相對(duì)于原吸入管的水能量增加，從而滿足泵進(jìn)口所必須的汽蝕余量。

5、進(jìn)口補(bǔ)氣

補(bǔ)氣的方法并不能防止汽蝕空穴的產(chǎn)生，但適當(dāng)補(bǔ)氣會(huì)減輕空穴破裂時(shí)產(chǎn)生對(duì)流道邊壁的破壞，補(bǔ)入的氣體象一層保護(hù)流道邊壁的海綿。這種方法在水輪機(jī)等中普遍采用，但向泵內(nèi)補(bǔ)氣由于補(bǔ)氣量難于掌握使用非常少。

6、采用抗汽蝕材料

不同的材料抗汽蝕能力有十分明顯的區(qū)別。影響材料抗剝蝕能力的因素很多，通常具有高硬度和高彈性的材料抗剝蝕能力較強(qiáng)。國(guó)外推薦低碳鉻鎳合金鋼，如13Cr4N作為在汽蝕狀態(tài)下工作的水力機(jī)械材料，具有較好的抗剝蝕性能。

7、葉輪保護(hù)層

對(duì)葉輪涂層的方法比較常用，非金屬涂料涂敷采用環(huán)氧樹(shù)脂、尼龍粉、聚胺脂等。在流道表面堆焊合金或噴涂合金的方法在對(duì)汽蝕破壞也取得了一定效果，如不銹鋼焊條堆焊法、不銹鋼板鑲焊修補(bǔ)法、合金粉末噴焊。

就非金屬和合金（包括不銹鋼）的幾種方法比較。非金屬涂層方式經(jīng)濟(jì)，但應(yīng)當(dāng)對(duì)其操作工藝嚴(yán)格控制，以防止涂層脫落的現(xiàn)象。采用合金粉末噴焊效果好但成本高，且有些地方可能無(wú)法進(jìn)行。

8、修整葉片頭部

修整葉輪頭部對(duì)降低葉片進(jìn)口的水流速度，減小葉輪進(jìn)口排擠，提高泵的抗汽蝕能力是有效的。實(shí)踐證明盡管進(jìn)口葉片減薄，在汽蝕環(huán)境中常常葉輪壽命更長(zhǎng)。一般修整葉輪頭部是葉片頭部背面修薄，在靠近葉輪前蓋板多修一些。

對(duì)流量5040m3/h，揚(yáng)程17.5m的泵進(jìn)行修整（同時(shí)對(duì)喉部修整），經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)汽蝕余量下降0.5左右