本文介绍单级双吸离心泵在抽送含沙黄河水过程中的磨蚀问题，浅析磨蚀原因，并提出减缓磨蚀的对策。
关键词：
双吸泵 泥沙磨蚀 减磨措施
大禹渡灌区位于山西省芮城县中部的黄河北岸，1970年动工兴建，灌溉面积31.35万亩，现控制灌溉面积54.62万亩，2022年大禹渡灌区续建配套与现代化改造项目，涉及北一干三级站、北二干二级站、赵庄站。黄河流域水质中裹挟着大量的泥沙，在泵站取水段形成一条长长的多泥沙水域带，年平均含沙量在37kg/m³左右，并且泥沙多以坚硬的石英沙为主，大量的泥沙被吸入泵体，导致水泵运行时产生严重的磨蚀和空蚀，叶轮、密封环、泵体、泵盖等过流部件运行寿命短。
叶轮磨蚀现状
根据现场拆卸后的双吸泵来看：
图1-叶轮的进水叶片背面遍布蜂窝状坑穴，个别进水叶片已经被蚀通，甚至完全脱离；
图2-泵体基圆处已经被冲刷出坑槽，严重处被蚀通；
图3-叶轮直径方向减少20mm，局部出口叶片及前后盖板完全断裂；
图4-叶轮进水叶片及叶轮轮毂处被蚀通，严重处完全断裂；
浅析磨蚀原因
3.1过流部件材料
因考虑经济性、切削性、减震性、铸造性等优势，泵的过流部件常用材料有灰口铸铁、球墨铸铁。但铸铁的表面及内部不可避免的存在气孔、砂眼、夹渣、缩孔、疏松等铸造缺陷，强度和耐磨性能相对不够理想。
3.2过流表面的粗糙度
水流进入泵流道后会形成横向脉动，使得水流中的固体颗粒冲击流道表面，造成破坏。铸造的体盖轮过流表面粗糙度差，更会加剧水流的扰动。
3.3磨蚀与汽蚀双重作用
水泵在运行过程中，其磨损量随流速的增大而增加，在叶轮设计中，为了提高水泵效率则会将水泵进口直径取小，为了提高抗汽蚀性能，进水叶片采用正冲角来增大叶片进口角，从而增加叶片进口过流面积，但现场水泵实际流量小于设计流量，水流在叶片进口背面产生脱流，形成漩涡，造成汽蚀。
3.4含沙量及颗粒
坚硬的石英沙随水流进入水泵，会对水泵过流表面造成不断的冲击，磨蚀会随着含沙量的增大而增大，致使水泵过流表面磨蚀严重，随之而来的便是加剧了水泵进口的汽蚀，磨蚀与汽蚀同时发生，进一步恶化磨蚀破坏。
减缓磨蚀对策
连成集团根据大禹渡灌区续建配套与现代化改造项目中介质的含沙量进行了专项设计，如上图5所示：
4.1过流表面的涂护(序号1)
对泵体、泵盖流道表面喷涂碳化硅颗粒，保证喷涂厚度不小于3mm，既增加了耐磨性，同时提高了流道表面粗糙度。
4.2叶轮的设计(序号2)
叶轮采用低碳钢成型叶片组焊而成，叶片可进行机械加工，提高了其表面粗造度，对叶片工作面及背面进行喷焊Ni60处理，保证HRC≥55，厚度≥1.5mm。
叶轮进口直径加大，降低入口流速，降低动能，同时将进口叶片尽量前伸，使其尽早获得能量。
4.3双密封环(序号3)
泵体、泵盖设置一道密封环，叶轮设置一道密封环，并延长密封长度来减缓容积损失，同时对密封环工作面进行喷焊Ni60处理，保证HRC≥55，厚度≥1.5mm。
4.4填料密封(序号4)
采用芳纶纤维耐磨盘根，同时填料轴套工作面进行喷焊Ni60处理，保证HRC≥55，厚度≥1.0mm。
本文介绍单级双吸离心泵在抽送含沙黄河水过程中的磨蚀问题，浅析磨蚀原因，并提出减缓磨蚀的对策。连成集团也根据现场工况以及报废水泵磨蚀情况进行了针对性的设计。
目前黄河水对水泵过流表面磨蚀的难题依然无法得到很好的解决，提升过流表面的耐磨性能以及提高过流表面粗糙度、降低流速等办法来减缓磨蚀的速度。
随着今后新材料、新工艺、新技术的不断出现，相信黄河水对水泵过流表面磨蚀的问题将逐步得到解决。 |