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防止和減輕水泵被磨損的方法
點(diǎn)擊次數(shù)：180 發(fā)布時(shí)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(duì)泵磨蝕的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究，提出如下幾種防止和減輕泵磨損的措施。
1.改善、優(yōu)化泵的水力設(shè)計(jì)
在泵的選型和水力設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮泵的抗磨損性能要求。如在渣漿泵的選型時(shí)，優(yōu)先考慮選用較低轉(zhuǎn)速的泵；在泵的水力設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)增大葉片進(jìn)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(shè)計(jì)的葉輪在出口處呈凹形，使葉輪兩側(cè)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(zhuǎn)，迫使顆粒向中心流動(dòng)造成內(nèi)旋渦狀，使兩側(cè)的濃度降低，從而減輕了泵體流道和兩側(cè)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(shù)是減輕水泵被磨損的方法
早期廣泛使用的陶瓷涂層技術(shù)是將玻璃質(zhì)瓷釉涂敷在金屬基材表面上，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，瓷釉與金屬之問發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而牢固結(jié)合，在整體上有金屬的力學(xué)強(qiáng)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(xiàn)了許多新的表面處理技術(shù)，如通過高速火焰噴涂（ HVOF）技術(shù)在葉輪表面加入碳化鎢與鈷、鎳、鈷一鉻舍盒等復(fù)合材料涂層，化學(xué)氣相沉積硼化涂層技術(shù)用于熱噴涂難以噴涂的復(fù)雜部件。這些技術(shù)可以在葉輪表面形成極其堅(jiān)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(duì)過流部件的磨損，除改進(jìn)泵的設(shè)計(jì)和控制運(yùn)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(duì)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(huì)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(xiàng)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(jī)。將高鉻白口鑄鐵作為耐磨材料在泵中得到廣泛應(yīng)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(jìn)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(yīng)具備硬度高、韌性強(qiáng)、質(zhì)量均勻、結(jié)晶顆粒細(xì)、結(jié)構(gòu)致密、抗拉強(qiáng)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(yōu)良，主要用于泥漿泵、渣漿泵及雜質(zhì)泵的制造，但需要特殊的加工設(shè)備，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的葉輪尺寸尚未超過1000mm。但在世界的德國(guó)KSB公司，應(yīng)用技術(shù)已很成熟，也是工程曾重點(diǎn)考慮的方案之一。根據(jù)*天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院在1996年對(duì)該材料進(jìn)行的抗磨蝕性能試驗(yàn)顯示，其抗磨損和抗汽蝕性能是lCr18Ni9T1和OCr13Wi5Mo的8倍。但缺點(diǎn)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(yán)重將無(wú)法修復(fù)。
通過對(duì)泵磨蝕的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究，提出如下幾種防止和減輕泵磨損的措施。
1.改善、優(yōu)化泵的水力設(shè)計(jì)
在泵的選型和水力設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮泵的抗磨損性能要求。如在渣漿泵的選型時(shí)，優(yōu)先考慮選用較低轉(zhuǎn)速的泵；在泵的水力設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)增大葉片進(jìn)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(shè)計(jì)的葉輪在出口處呈凹形，使葉輪兩側(cè)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(zhuǎn)，迫使顆粒向中心流動(dòng)造成內(nèi)旋渦狀，使兩側(cè)的濃度降低，從而減輕了泵體流道和兩側(cè)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(shù)是減輕水泵被磨損的方法
早期廣泛使用的陶瓷涂層技術(shù)是將玻璃質(zhì)瓷釉涂敷在金屬基材表面上，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，瓷釉與金屬之問發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而牢固結(jié)合，在整體上有金屬的力學(xué)強(qiáng)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(xiàn)了許多新的表面處理技術(shù)，如通過高速火焰噴涂（ HVOF）技術(shù)在葉輪表面加入碳化鎢與鈷、鎳、鈷一鉻舍盒等復(fù)合材料涂層，化學(xué)氣相沉積硼化涂層技術(shù)用于熱噴涂難以噴涂的復(fù)雜部件。這些技術(shù)可以在葉輪表面形成極其堅(jiān)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(duì)過流部件的磨損，除改進(jìn)泵的設(shè)計(jì)和控制運(yùn)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(duì)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(huì)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(xiàng)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(jī)。將高鉻白口鑄鐵作為耐磨材料在泵中得到廣泛應(yīng)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(jìn)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(yīng)具備硬度高、韌性強(qiáng)、質(zhì)量均勻、結(jié)晶顆粒細(xì)、結(jié)構(gòu)致密、抗拉強(qiáng)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(yōu)良，主要用于泥漿泵、渣漿泵及雜質(zhì)泵的制造，但需要特殊的加工設(shè)備，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的葉輪尺寸尚未超過1000mm。但在世界的德國(guó)KSB公司，應(yīng)用技術(shù)已很成熟，也是工程曾重點(diǎn)考慮的方案之一。根據(jù)*天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院在1996年對(duì)該材料進(jìn)行的抗磨蝕性能試驗(yàn)顯示，其抗磨損和抗汽蝕性能是lCr18Ni9T1和OCr13Wi5Mo的8倍。但缺點(diǎn)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(yán)重將無(wú)法修復(fù)。