離心式渣漿泵常見磨損部位和磨損機理分析

孫 濤

（山東南山集團，山東 龍口 265706）

離心泵在輸送工業(yè)泥漿等方面具有揚程高、流量大、適應(yīng)性強等優(yōu)點，在金屬冶煉、礦石開采、石油化工等等行業(yè)具有無可替代的優(yōu)勢，在生產(chǎn)實踐中選擇合適的設(shè)備既要考慮到設(shè)備投用后的實際工況條件同時也不必須考慮到設(shè)備的投資和運行成本，由于不同廠家、不同型號的離心泵設(shè)計參數(shù)也各不相同，對設(shè)備的工況條件的要求也是不一樣的，與輸送其他介質(zhì)的離心泵相比較，渣漿泵的設(shè)計和選材方面就尤其注重過流部件的耐磨性和抗腐蝕性，即便如此過流件的磨蝕速度過快、實際的運行效率下降幅度大仍是渣漿泵面臨的主要性問題，要解決這類問題需要深入的了解渣漿泵運行狀態(tài)，對離心泵的實際情況進行總結(jié)以便于渣漿泵磨損機理的分析，并針對分析原因制定相應(yīng)的措施。

1 離心式渣漿泵簡介

離心式渣漿泵是根據(jù)其工作原理以及輸送的介質(zhì)類型來命名的，離心指的是泵的工原理，離心泵依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)形成的巨大離心力將進入到泵腔內(nèi)的泥漿帶動并在泵腔的出口將泥漿的巨大離心力變成出口勢能從而將泥漿獲得足夠大壓力并源源不斷的送入到輸送管道中去，渣漿則具體指輸送介質(zhì)的類型，根據(jù)輸送介質(zhì)的不同離心泵往往分為清水泵、溶液泵、渣漿泵三種形式，其中用于輸送渣漿的離心泵運行工況條件最為惡劣，對設(shè)備的過流部件的耐磨性要求也最高，而在所有類型的渣漿泵中離心式渣漿泵的葉輪旋轉(zhuǎn)速度是所有渣漿泵中旋轉(zhuǎn)速度最快的，其工作效率也是最高的，因此，大多數(shù)的企業(yè)都傾向于使用這種類型的渣漿泵。

2 渣漿泵的主要過流部件

2.1 渣漿泵吸入口部件

渣漿泵吸入口的作用是將與渣漿泵相連接的管道中的泥漿在離心泵啟動后源源不斷的引入到泵腔中，離心泵的吸入口主要有圓環(huán)形、錐管形、半螺旋形三種結(jié)構(gòu)形式，其中圓環(huán)形的吸入口部件結(jié)構(gòu)最為簡單、軸向的尺寸小其缺點主要是這種吸入口的液體損失比較大，而錐管形的吸入口的結(jié)構(gòu)也非常的簡單并且能夠在葉輪入口對泥漿形成提速同時也能夠使流入葉輪的泥漿分布的更為均勻，半螺旋吸入口部件的優(yōu)點是能夠使泥漿以比較均勻的流速進入到葉輪中，而缺點主要是降低了泵的離心力。

2.2 離心泵的蝸殼和護板

蝸殼和護板是離心泵泵腔的主要組成部件，也是離心泵的主要過流部件之一，其主要的任務(wù)是形成一個相對密閉的空間使得進入到泵腔的泥漿只能按照這個泵腔的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)、流動并最終在泵腔的出口形成足夠的壓力而排出，從中這個作用上看蝸殼與護板主要是限制、引導(dǎo)泥漿的流動，整體的作用似乎并不大，但是渣漿泵的整體運行效率的高低是多個部件共同配合的結(jié)果，沒有合適的蝸殼和護板的配合再好的葉輪也難以發(fā)揮出實際的作用，而生產(chǎn)實踐中由于蝸殼或者護板的磨蝕造成的運行效率下降或者出現(xiàn)其他故障而影響離心泵運行的情況還是經(jīng)常出現(xiàn)的，這足以說明蝸殼和護板在整個渣漿泵運行過程中的重要地位。

2.3 葉輪

葉輪是離心泵泵腔中的旋轉(zhuǎn)部件，在傳動軸的連接下由電機帶動高速旋轉(zhuǎn)，將需要輸送的泥漿在泵腔內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)最后再泵的出口排出到輸送管道中，根據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)分離心泵可以分為封閉式、半開式、開式等，這三種樣式的葉輪有各自不同的特點和適用工況條件，實際的工作性能也有很大的區(qū)別，選擇使用那種葉輪也根據(jù)工況條件的不同靈活掌握。

3 過流件的磨損理論分析

3.1 沖蝕磨損

在渣漿泵的運行過程中進入到泵腔的泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，造成泥漿中含有的堅硬的固體顆粒隨同運動，使得這些固體顆粒不斷的沖擊葉輪、蝸殼、護板等過流件，長期的運行后過流件的表面會因為這些固體顆粒的沖擊而產(chǎn)生磨損，這一不斷造成過流件損壞的過程就是沖蝕磨損，過流件的沖蝕磨損有兩個前提條件一個是泥漿中含有的固體顆粒直徑小于1mm，二是這些固體顆粒的沖擊速度小于550m/s，自渣漿泵得到應(yīng)用開始，各方面的專家學(xué)者就對沖蝕磨損理論開展了研究分析，雖然取得了一定的研究成果但是由于各方面因素的局限這一理論并未能形成一個完整的理論體系，各方面也都存在一些理論缺陷和不足，當前主流的沖蝕磨損理論將沖蝕磨損分為微切削磨損、變形復(fù)合磨損和變形疲勞磨損三種，這其中微切削最為常見，微切削磨損機理與渣漿泵輸送的泥漿中含有的固體顆粒的沖擊速度、角度、材料性能等有很大的聯(lián)系。

3.2 氣蝕磨損

氣蝕磨損主要存在于離心泵的葉輪外圈的出口位置，主要是因為漿液在進入到離心泵葉輪的入口時由于這一區(qū)域的壓力最低會發(fā)生一定的氣化而產(chǎn)生部分氣泡，隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，漿液跟隨運行流動逐漸由低壓區(qū)域進入到壓力較高的葉輪外圈部位，此時由于壓力的升高之前在低壓區(qū)域產(chǎn)生的氣泡會在這一區(qū)域破裂，氣泡破裂使得泵殼內(nèi)的漿液迅速運動過來填充氣泡破裂后的空隙，從而產(chǎn)生局部的高速運動沖擊，這種沖擊壓力非常巨大不僅強烈而且是連續(xù)不斷的，長期運行會造成過流件表面的損傷，這在所有的離心泵中都是普遍存在的只是程度不一樣，由于氣蝕發(fā)生的條件是泵必須的汽蝕余量小于管路裝置的汽蝕余量，因而離心泵的選型和運行中要把握好運行參數(shù)和控制條件，減緩氣蝕的發(fā)生。

3.3 過流件的腐蝕磨損

過流件的腐蝕磨損指的是由于渣漿泵輸送的介質(zhì)與泵的接觸部位表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的一種過流件表面不斷損壞的現(xiàn)象。腐蝕磨損一般發(fā)生在渣漿泵輸送的介質(zhì)含有較強的酸性或堿性的條件下，酸型物質(zhì)一般容易與渣漿泵的金屬過流部件產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致渣漿泵過流件表面的腐蝕，而渣漿泵運行時輸送介質(zhì)中固體顆粒的沖擊又會對過流件產(chǎn)生沖擊，所以過流件表面就迅速產(chǎn)生嚴重的損壞，雖然腐蝕的種類比較多，但是根據(jù)腐蝕的性質(zhì)區(qū)分發(fā)生在渣漿泵過流件上的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，而根據(jù)磨損介質(zhì)的不同腐蝕磨損又可以分為氧化腐蝕和其他特殊的介質(zhì)造成的腐蝕，減緩渣漿泵過流件的腐蝕磨損主要從過流件的材質(zhì)選擇方面著手，根據(jù)需要輸送的介質(zhì)特性選擇相適應(yīng)的過流件材質(zhì)，完成輸送工作后用清水對渣漿泵的過流部件進行重新確保泵前內(nèi)不殘留腐蝕介質(zhì)從而減緩過流件發(fā)生腐蝕的速度。

4 結(jié)語

離心式渣漿泵作為工業(yè)企業(yè)最常用的通用類設(shè)備，其作用無可替代其磨損問題也普遍存在，縱觀國內(nèi)外離心式渣漿泵運用的現(xiàn)狀，過流部件的磨損故障以及磨損部件的更換已經(jīng)成為離心泵使用和維修成本居高不下的主要問題，要解決該問題，仍需相關(guān)的從業(yè)人員和專家學(xué)者不斷探索和努力，找出更為優(yōu)化的預(yù)防和解決方法，確保離心式渣漿泵能夠以更高的運行效率和更低的使用成本投入到更廣泛的工業(yè)應(yīng)用中。