汽蝕是液力機(jī)械中常見的故障之一，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而引起泵的過早失效。

已經(jīng)安裝使用的泵幾乎沒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，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)過流表面產(chǎn)生物理和化學(xué)作用的整個(gè)過程稱為汽蝕。

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

泵的使用者通常無法利用制造廠流量一定時(shí)揚(yáng)程的下降來判定汽蝕是否發(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)行可以通過切削葉輪來加以解決，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