化工企業(yè)中很大比例的流程泵失效原因是由于NPSH氣蝕余量的問(wèn)題，被輸送介質(zhì)中混入了空氣、失油后的干摩擦或者流程泵的驅(qū)動(dòng)裝置在允許的工作范圍以外工作。錯(cuò)誤的使用和設(shè)計(jì)是流程泵損壞的主要原因，占所有損壞流程泵比例的90%~95%。而人們往往只能在流程泵出了問(wèn)題之后才知道泵有問(wèn)題了。

當(dāng)使用者聽(tīng)到流程泵噼啪作響，就像沙子緩緩流淌到鐵皮屋頂時(shí)發(fā)出的聲音時(shí)，則要求流程泵的使用者高度注意，因?yàn)檫@種聲音表示出現(xiàn)了氣蝕，而無(wú)論在什么情況下氣蝕都表示泵受到了“委屈”。如何解決這一問(wèn)題呢？請(qǐng)看本文下面的介紹。在本文中您可以了解到適合于在化工和醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中使用的葉片泵的內(nèi)容，這對(duì)您正確的選擇所需的葉片泵是很有幫助的。

        不可小看的氣蝕

        氣蝕到底發(fā)生了什么？按照伯努利原理，流動(dòng)介質(zhì)的速度越快，它所產(chǎn)生的靜壓力就越小。當(dāng)靜壓力小于液體的蒸發(fā)壓力時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)氣化汽泡或者氣泡，在高壓區(qū)很高的壓力和溫度條件下重新濃縮液化。

         在葉片泵中，葉片泵吸入側(cè)的吸入口是最薄弱的環(huán)節(jié)，就像Rheinhütte先生所描述的那樣：那里形成的氣泡被吸入的液流所粉碎，但最終在葉片泵內(nèi)部又沖擊般的重新聚合在一起。由此而產(chǎn)生的液體微射流以非常高的速度和壓力（可達(dá)20 000bar）沖擊著葉片泵的內(nèi)表面，會(huì)帶來(lái)以下后果：

在氣化汽泡脈動(dòng)式的沖擊作用下使得葉片泵的零部件損壞（尤其是轉(zhuǎn)子葉片）；

       改變了泵的工作特性曲線(xiàn)，從而也改變了泵的工作點(diǎn)（直至完全停止泵送）；

        震動(dòng)和(固體)噪音猛增。

氣蝕的作用和后果與泵本身有著很大的關(guān)系，但也與流體介質(zhì)的性質(zhì)（溫度、氣化壓力）以及吸入側(cè)的設(shè)備條件有關(guān)。對(duì)于一些特殊情況，Rheinhütte先生建議在轉(zhuǎn)子葉輪前加裝一個(gè)導(dǎo)流輪。導(dǎo)流輪的工作原理類(lèi)似一個(gè)初級(jí)泵，由它把所需輸送的液體介質(zhì)輸送到葉片泵中，提高了葉片泵吸入口的壓力（解決氣蝕余量問(wèn)題）。它可以直接安裝在葉片泵的軸上，安裝在轉(zhuǎn)子葉輪之前。

        KSB公司的研究證明，后來(lái)涂敷上去的涂層材料在很高的氣蝕強(qiáng)度下會(huì)迅速的剝落下來(lái)。環(huán)氧樹(shù)脂基涂刷的或噴涂的厚度在1mm以下的保護(hù)層，在氣蝕幾個(gè)小時(shí)之后即可出現(xiàn)密密麻麻針尖般的氣蝕點(diǎn)。在后續(xù)的氣蝕過(guò)程中，大塊大塊的涂層材料會(huì)從泵體上剝落下來(lái)。涂刷的、帶有增強(qiáng)纖維材料的防護(hù)涂層剝落的最快。因此KSB公司的專(zhuān)業(yè)人員建議說(shuō)：定期的檢查防護(hù)涂層的情況，通過(guò)及時(shí)的涂層維護(hù)保養(yǎng)來(lái)避免泵體基本材料受損。

      為了預(yù)測(cè)泵的氣蝕，Sulzer泵業(yè)公司利用了ETH公司為流體實(shí)驗(yàn)室研發(fā)設(shè)計(jì)的“空腔-有限表面-充填法”軟件。從而可以預(yù)測(cè)由于輸送高度差而引起的氣蝕。而且這種方法也能幫助泵的設(shè)計(jì)師通過(guò)氣蝕作用的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)改進(jìn)轉(zhuǎn)子的幾何形狀。

        很好的輸送含氣液體

       若在接近沸點(diǎn)溫度情況下輸送冷凝液、液態(tài)氣體、碳?xì)浠衔?、微粒狀物質(zhì)或者制冷劑時(shí)，則由于這些液體很高的氣體含量對(duì)輸送泵也提出了很高的要求。Sero公司生產(chǎn)的SRZS多功能泵與傳統(tǒng)的葉片泵相比提供了更多的優(yōu)點(diǎn)。其很好的汲取性能，加之混合的抗氣蝕性能，使之非常適合于輸送含有氣體成分的液體介質(zhì)。

       多功能泵在抗氣蝕和輸送含氣液體介質(zhì)方面有著很好的性能，輸送揚(yáng)程很高。氣泡和被輸送的液體介質(zhì)一同進(jìn)入泵內(nèi)被輸送出去，可輸送的含氣液體最高含氣量可達(dá)50％。液體和氣體的混合介質(zhì)可以在沒(méi)有任何輔助裝置的情況下毫無(wú)問(wèn)題的進(jìn)行輸送。在含氣量達(dá)到10％時(shí)，從泵的工作特性曲線(xiàn)中看不到一點(diǎn)氣泡的影響，而且，與徑向葉片泵相比還大大的提高了Q/H段的特性。

        Edur公司研發(fā)生產(chǎn)的氣浮多相泵也能夠可靠的輸送含氣介質(zhì)。根據(jù)生產(chǎn)廠的經(jīng)驗(yàn)，葉片泵通常必須在真實(shí)的工作條件下輸送沒(méi)有氣泡或者蒸汽析出的介質(zhì)。原因一方面可以是與設(shè)備有關(guān)的，另一方面也可以是涉及到流程工藝技術(shù)的原因，許多技術(shù)含量高的被輸送介質(zhì)通常都是由幾種必須控制好的不同相的介質(zhì)混合而成的。典型的就是輸送加氣飽和的，液-氣混合物或者干脆就是加氣液體。據(jù)Edur公司介紹，他們生產(chǎn)的泵在輸送分別輸入的液體和氣體時(shí)，有著很好的氣－液混合性能，具有很好的彌散度。

      腐蝕性的介質(zhì)

      輸送有腐蝕性的介質(zhì)時(shí)，大多數(shù)的流程泵或多或少的都會(huì)受到限制。而葉片泵則是一種非常適合于輸送含有固體成分介質(zhì)的流程泵，尤其是被輸送的含有固體成分的介質(zhì)呈懸浮物時(shí)。Granz技術(shù)大學(xué)的Helmut Jaberg教授在談到這種泵時(shí)說(shuō)道：“只要懸浮液到達(dá)泵的吸入口，就會(huì)被順利的輸送出去。”

       當(dāng)然，泵的生產(chǎn)廠家也必須想方設(shè)法防止泵內(nèi)與腐蝕介質(zhì)接觸的零部件出現(xiàn)磨損。例如采用塑性好的高硬度金屬材料，使用中性鑄鐵或者在金屬內(nèi)腔敷一層橡膠防護(hù)層。Jaberg先生的建議是：

較大的、易清潔的滑動(dòng)密封；

雙層殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

可調(diào)節(jié)的和可更換的磨損內(nèi)腔和內(nèi)膽；

耐壓的泵體；

使用防護(hù)軸套；

葉輪入口處厚實(shí)的結(jié)構(gòu)形狀。

         泵的使用管理

         除了流程泵設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤之外，流程泵失效原因目錄中錯(cuò)誤的操作和使用是其中重要的一項(xiàng)。這與流程泵的使用者缺乏相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有著密切的關(guān)系，例如在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)將拆卸下來(lái)的流程泵錯(cuò)誤的放置在野外露天里。在這一問(wèn)題上，路德維希斯港的巴斯夫公司有著自己的獨(dú)特做法，他們說(shuō)：“最重要的是自己動(dòng)手?！?/span>

         僅在巴斯夫公司路德維希斯港的生產(chǎn)廠中就安裝使用了五萬(wàn)余臺(tái)泵。其中約35 000臺(tái)是流程泵，約10 000臺(tái)是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造、用于特殊使用情況的特種泵?！斑@些泵大部分都工作在一級(jí)流程工藝階段中。因此要求我們非常細(xì)心，高度重視?！奔夹g(shù)中心的負(fù)責(zé)人Heinz Hefele先生說(shuō)道。在Heinz Hefele先生的領(lǐng)導(dǎo)下，大約350名工程技術(shù)人員從事著增壓器、壓縮機(jī)、流程泵以及流程工藝生產(chǎn)設(shè)備，例如混合機(jī)、離心機(jī)、碾壓設(shè)備等等的生產(chǎn)和安裝工作。各種流程設(shè)備電氣設(shè)施和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)也屬于他們的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

       LCC全壽命周期成本

       在有關(guān)泵的標(biāo)準(zhǔn)和/或者有關(guān)泵的設(shè)計(jì)時(shí)，常常要向Rotating公司進(jìn)行技術(shù)咨詢(xún)，不僅僅是涉及到簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)泵，而且往往涉及到特殊要求的特種泵。此時(shí)，巴斯夫公司的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在泵的全壽命周期成本上給予了高度的重視，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的全壽命周期成本。在評(píng)判、比較不同流程泵方案的使用壽命周期費(fèi)用時(shí)（有可能涉及到一臺(tái)流程生產(chǎn)設(shè)備），LCC全壽命周期成本管理軟件是一個(gè)不錯(cuò)的工具。Heinz Hefele先生根據(jù)其多年的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)道：“誰(shuí)在選擇流程泵時(shí)注意到了全壽命周期成本的問(wèn)題，誰(shuí)就會(huì)節(jié)省大量的資金?！?/span>

      Rotating公司今天負(fù)責(zé)維護(hù)保養(yǎng)的流程泵大約有5000個(gè)。所有流程泵的維護(hù)保養(yǎng)工作都在他們的生產(chǎn)廠中進(jìn)行。在流程泵管理的框架內(nèi)，Hefele先生計(jì)劃持續(xù)的降低流程泵的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。例如，Rotating公司的專(zhuān)家們到流程泵的使用現(xiàn)場(chǎng)，分析流程泵損壞的原因，直至各個(gè)細(xì)節(jié)，流程泵是何時(shí)損壞的？而且更重要的是如何才能避免技術(shù)的和操作中的失誤？而對(duì)生產(chǎn)廠的操作者進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)往往是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，“凡是舉辦過(guò)流程泵使用培訓(xùn)的企業(yè)流程泵故障率通常很低。”

        巴斯夫公司流程泵管理的一個(gè)重要組成部分是多年來(lái)積累的流程泵數(shù)據(jù)庫(kù)，在這一數(shù)據(jù)庫(kù)中，詳細(xì)的紀(jì)錄了流程泵出現(xiàn)的故障和損壞情況，故障原因、維修和維護(hù)保養(yǎng)的措施等等。只需要支付很少的費(fèi)用就可建成一個(gè)很好的流程泵數(shù)據(jù)庫(kù)，用Hefele先生的話(huà)來(lái)講：“這可以進(jìn)一步節(jié)約維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用?！?/span>

        解決氣蝕的方案

       鍋爐水泵能夠輕松的將溫度較高的熱水輸送到鍋爐里，但是其流體動(dòng)力學(xué)的要求卻非常嚴(yán)格。因此，Grundfos公司與一家鍋爐生產(chǎn)廠一起研發(fā)設(shè)計(jì)了一種低氣蝕余量的鍋爐水泵。在這種多級(jí)泵中，第一級(jí)的轉(zhuǎn)子葉輪有著很好的吸取能力。首先，它有著比正常工作點(diǎn)尺寸更大的轉(zhuǎn)子葉輪，而且其內(nèi)腔幾何形狀也有了變化。根據(jù)鍋爐的壓力不同，還會(huì)有二級(jí)、三級(jí)葉輪，以便建立起供水所需的壓力。這種多級(jí)低氣蝕余量泵的級(jí)數(shù)最多可達(dá)26級(jí)