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防止和減輕水泵被磨損的方法
點擊次數：179 發布時間：2015-5-5
防止水泵被磨損的方法，減輕水泵被磨損的方法
通過對泵磨蝕的理論分析及實驗研究，提出如下幾種防止和減輕泵磨損的措施。
1.改善、優化泵的水力設計
在泵的選型和水力設計時，充分考慮泵的抗磨損性能要求。如在渣漿泵的選型時，優先考慮選用較低轉速的泵；在泵的水力設計時，適當增大葉片進口沖角，減小葉片出口角，可以減輕葉輪葉片的不均勻磨蝕。博禹泵設計的葉輪在出口處呈凹形，使葉輪兩側前后蓋板處的速度大于中間速度，漿體在出口處分成兩股流體，向中心旋轉，迫使顆粒向中心流動造成內旋渦狀，使兩側的濃度降低，從而減輕了泵體流道和兩側壁的磨損，這也是基本的防止水泵被磨損的方法。
2.表面處理技術是減輕水泵被磨損的方法
早期廣泛使用的陶瓷涂層技術是將玻璃質瓷釉涂敷在金屬基材表面上，經過高溫燒結，瓷釉與金屬之問發生物理化學反應而牢固結合，在整體上有金屬的力學強度，表面有玻璃的耐蝕、耐熱、耐磨、易潔和裝飾等特性，它主要用于鋼板、鑄鐵、鋁制品等表面；如令出現了許多新的表面處理技術，如通過高速火焰噴涂（ HVOF）技術在葉輪表面加入碳化鎢與鈷、鎳、鈷一鉻舍盒等復合材料涂層，化學氣相沉積硼化涂層技術用于熱噴涂難以噴涂的復雜部件。這些技術可以在葉輪表面形成極其堅硬的表面層，增大了泵的抗磨損性。
3.抗磨蝕材料的研究
為防止和減輕固體顆粒對過流部件的磨損，除改進泵的設計和控制運行工況等措施外，提高水泵過流部件本身的抗磨性能、研制抗磨材料，對解決磨損也是一條重要途徑。材料的金相組織、元素成分、熱處理工藝都會造成材料的耐磨性差異，因而深入研究材料的各種性能及其耐磨性能是一項意義重大的研究課題。近年來，在抗磨蝕材料的研究方面取得了不少成績。將高鉻白口鑄鐵作為耐磨材料在泵中得到廣泛應用，金屬陶瓷、高分子耐磨材料以及耐磨橡膠的研究也取得了一定進展。南非威爾特克公司向津巴布韋金礦提供一種用氧化鋁陶瓷作為材料的礦漿泵葉輪，大大提高了泵的使用壽命。
從總體上講，抗磨損材料應具備硬度高、韌性強、質量均勻、結晶顆粒細、結構致密、抗拉強度高、疲勞極限高的綜合性能，并具有可加工性和可焊接性。例如高鉻合金鑄鐵，硬度高、耐磨性優良，主要用于泥漿泵、渣漿泵及雜質泵的制造，但需要特殊的加工設備，在國內應用的葉輪尺寸尚未超過1000mm。但在世界的德國KSB公司，應用技術已很成熟，也是工程曾重點考慮的方案之一。根據*天津勘測設計研究院在1996年對該材料進行的抗磨蝕性能試驗顯示，其抗磨損和抗汽蝕性能是lCr18Ni9T1和OCr13Wi5Mo的8倍。但缺點是不可焊接，在水泵中，由于采用鑄造工藝，流道表面精度和葉片翼型精度很難保證，難以加工，使得水泵水力效率較低，且葉輪一旦磨蝕嚴重將無法修復。
通過對泵磨蝕的理論分析及實驗研究，提出如下幾種防止和減輕泵磨損的措施。
1.改善、優化泵的水力設計
在泵的選型和水力設計時，充分考慮泵的抗磨損性能要求。如在渣漿泵的選型時，優先考慮選用較低轉速的泵；在泵的水力設計時，適當增大葉片進口沖角，減小葉片出口角，可以減輕葉輪葉片的不均勻磨蝕。博禹泵設計的葉輪在出口處呈凹形，使葉輪兩側前后蓋板處的速度大于中間速度，漿體在出口處分成兩股流體，向中心旋轉，迫使顆粒向中心流動造成內旋渦狀，使兩側的濃度降低，從而減輕了泵體流道和兩側壁的磨損，這也是基本的防止水泵被磨損的方法。
2.表面處理技術是減輕水泵被磨損的方法
早期廣泛使用的陶瓷涂層技術是將玻璃質瓷釉涂敷在金屬基材表面上，經過高溫燒結，瓷釉與金屬之問發生物理化學反應而牢固結合，在整體上有金屬的力學強度，表面有玻璃的耐蝕、耐熱、耐磨、易潔和裝飾等特性，它主要用于鋼板、鑄鐵、鋁制品等表面；如令出現了許多新的表面處理技術，如通過高速火焰噴涂（ HVOF）技術在葉輪表面加入碳化鎢與鈷、鎳、鈷一鉻舍盒等復合材料涂層，化學氣相沉積硼化涂層技術用于熱噴涂難以噴涂的復雜部件。這些技術可以在葉輪表面形成極其堅硬的表面層，增大了泵的抗磨損性。
3.抗磨蝕材料的研究
為防止和減輕固體顆粒對過流部件的磨損，除改進泵的設計和控制運行工況等措施外，提高水泵過流部件本身的抗磨性能、研制抗磨材料，對解決磨損也是一條重要途徑。材料的金相組織、元素成分、熱處理工藝都會造成材料的耐磨性差異，因而深入研究材料的各種性能及其耐磨性能是一項意義重大的研究課題。近年來，在抗磨蝕材料的研究方面取得了不少成績。將高鉻白口鑄鐵作為耐磨材料在泵中得到廣泛應用，金屬陶瓷、高分子耐磨材料以及耐磨橡膠的研究也取得了一定進展。南非威爾特克公司向津巴布韋金礦提供一種用氧化鋁陶瓷作為材料的礦漿泵葉輪，大大提高了泵的使用壽命。
從總體上講，抗磨損材料應具備硬度高、韌性強、質量均勻、結晶顆粒細、結構致密、抗拉強度高、疲勞極限高的綜合性能，并具有可加工性和可焊接性。例如高鉻合金鑄鐵，硬度高、耐磨性優良，主要用于泥漿泵、渣漿泵及雜質泵的制造，但需要特殊的加工設備，在國內應用的葉輪尺寸尚未超過1000mm。但在世界的德國KSB公司，應用技術已很成熟，也是工程曾重點考慮的方案之一。根據*天津勘測設計研究院在1996年對該材料進行的抗磨蝕性能試驗顯示，其抗磨損和抗汽蝕性能是lCr18Ni9T1和OCr13Wi5Mo的8倍。但缺點是不可焊接，在水泵中，由于采用鑄造工藝，流道表面精度和葉片翼型精度很難保證，難以加工，使得水泵水力效率較低，且葉輪一旦磨蝕嚴重將無法修復。