化工企業(yè)中很大比例的流程泵失效原因是由于NPSH氣蝕余量的問題，被輸送介質中混入了空氣、失油后的干摩擦或者流程泵的驅動裝置在允許的工作范圍以外工作。錯誤的使用和設計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題之后才知道泵有問題了。

當使用者聽到流程泵噼啪作響，就像沙子緩緩流淌到鐵皮屋頂時發(fā)出的聲音時，則要求流程泵的使用者高度注意，因為這種聲音表示出現(xiàn)了氣蝕，而無論在什么情況下氣蝕都表示泵受到了“委屈”。如何解決這一問題呢？請看本文下面的介紹。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)領域中使用的葉片泵的內(nèi)容，這對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，流動介質的速度越快，它所產(chǎn)生的靜壓力就越小。當靜壓力小于液體的蒸發(fā)壓力時，則會出現(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20 000bar）沖擊著葉片泵的內(nèi)表面，會帶來以下后果：

在氣化汽泡脈動式的沖擊作用下使得葉片泵的零部件損壞（尤其是轉子葉片）；

改變了泵的工作特性曲線，從而也改變了泵的工作點（直至完全停止泵送）；

震動和(固體)噪音猛增。

氣蝕的作用和后果與泵本身有著很大的關系，但也與流體介質的性質（溫度、氣化壓力）以及吸入側的設備條件有關。對于一些特殊情況，Rheinhütte先生建議在轉子葉輪前加裝一個導流輪。導流輪的工作原理類似一個初級泵，由它把所需輸送的液體介質輸送到葉片泵中，提高了葉片泵吸入口的壓力（解決氣蝕余量問題）。它可以直接安裝在葉片泵的軸上，安裝在轉子葉輪之前。

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

為了預測泵的氣蝕，Sulzer泵業(yè)公司利用了ETH公司為流體實驗室研發(fā)設計的“空腔-有限表面-充填法”軟件。從而可以預測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計師通過氣蝕作用的準確預測改進轉子的幾何形狀。

很好的輸送含氣液體

若在接近沸點溫度情況下輸送冷凝液、液態(tài)氣體、碳氫化合物、微粒狀物質或者制冷劑時，則由于這些液體很高的氣體含量對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。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。

多功能泵在抗氣蝕和輸送含氣液體介質方面有著很好的性能，輸送揚程很高。氣泡和被輸送的液體介質一同進入泵內(nèi)被輸送出去，可輸送的含氣液體最高含氣量可達50％。液體和氣體的混合介質可以在沒有任何輔助裝置的情況下毫無問題的進行輸送。在含氣量達到10％時，從泵的工作特性曲線中看不到一點氣泡的影響，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。根據(jù)生產(chǎn)廠的經(jīng)驗，葉片泵通常必須在真實的工作條件下輸送沒有氣泡或者蒸汽析出的介質。原因一方面可以是與設備有關的，另一方面也可以是涉及到流程工藝技術的原因，許多技術含量高的被輸送介質通常都是由幾種必須控制好的不同相的介質混合而成的。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，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

輸送有腐蝕性的介質時，大多數(shù)的流程泵或多或少的都會受到限制。而葉片泵則是一種非常適合于輸送含有固體成分介質的流程泵，尤其是被輸送的含有固體成分的介質呈懸浮物時。Granz技術大學的Helmut Jaberg教授在談到這種泵時說道：“只要懸浮液到達泵的吸入口，就會被順利的輸送出去?！?br />
當然，泵的生產(chǎn)廠家也必須想方設法防止泵內(nèi)與腐蝕介質接觸的零部件出現(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)腔敷一層橡膠防護層。Jaberg先生的建議是：

較大的、易清潔的滑動密封；

雙層殼體結構設計；

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；

使用防護軸套；

葉輪入口處厚實的結構形狀。

泵的使用管理

除了流程泵設計的錯誤之外，流程泵失效原因目錄中錯誤的操作和使用是其中重要的一項。這與流程泵的使用者缺乏相關的專業(yè)知識有著密切的關系，例如在維護保養(yǎng)時將拆卸下來的流程泵錯誤的放置在野外露天里。在這一問題上，路德維希斯港的巴斯夫公司有著自己的獨特做法，他們說：“最重要的是自己動手。”

 

 

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余臺泵。其中約35 000臺是流程泵，約10 000臺是專門設計制造、用于特殊使用情況的特種泵?！斑@些泵大部分都工作在一級流程工藝階段中。因此要求我們非常細心，高度重視。”技術中心的負責人Heinz Hefele先生說道。在Heinz Hefele先生的領導下，大約350名工程技術人員從事著增壓器、壓縮機、流程泵以及流程工藝生產(chǎn)設備，例如混合機、離心機、碾壓設備等等的生產(chǎn)和安裝工作。各種流程設備電氣設施和驅動設備的維護保養(yǎng)也屬于他們的業(yè)務領域。

LCC全壽命周期成本

在有關泵的標準和/或者有關泵的設計時，常常要向Rotating公司進行技術咨詢，不僅僅是涉及到簡單的標準泵，而且往往涉及到特殊要求的特種泵。此時，巴斯夫公司的專業(yè)技術人員在泵的全壽命周期成本上給予了高度的重視，實現(xiàn)了經(jīng)濟的全壽命周期成本。在評判、比較不同流程泵方案的使用壽命周期費用時（有可能涉及到一臺流程生產(chǎn)設備），LCC全壽命周期成本管理軟件是一個不錯的工具。Heinz Hefele先生根據(jù)其多年的經(jīng)驗說道：“誰在選擇流程泵時注意到了全壽命周期成本的問題，誰就會節(jié)省大量的資金。”
Rotating公司今天負責維護保養(yǎng)的流程泵大約有5000個。所有流程泵的維護保養(yǎng)工作都在他們的生產(chǎn)廠中進行。在流程泵管理的框架內(nèi)，Hefele先生計劃持續(xù)的降低流程泵的維護保養(yǎng)費用。例如，Rotating公司的專家們到流程泵的使用現(xiàn)場，分析流程泵損壞的原因，直至各個細節(jié)，流程泵是何時損壞的？而且更重要的是如何才能避免技術的和操作中的失誤？而對生產(chǎn)廠的操作者進行專業(yè)知識的培訓往往是解決問題的關鍵，“凡是舉辦過流程泵使用培訓的企業(yè)流程泵故障率通常很低。”


巴斯夫公司流程泵管理的一個重要組成部分是多年來積累的流程泵數(shù)據(jù)庫，在這一數(shù)據(jù)庫中，詳細的紀錄了流程泵出現(xiàn)的故障和損壞情況，故障原因、維修和維護保養(yǎng)的措施等等。只需要支付很少的費用就可建成一個很好的流程泵數(shù)據(jù)庫，用Hefele先生的話來講：“這可以進一步節(jié)約維護保養(yǎng)的費用?！?br />
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，但是其流體動力學的要求卻非常嚴格。因此，Grundfos公司與一家鍋爐生產(chǎn)廠一起研發(fā)設計了一種低氣蝕余量的鍋爐水泵。在這種多級泵中，第一級的轉子葉輪有著很好的吸取能力。首先，它有著比正常工作點尺寸更大的轉子葉輪，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，還會有二級、三級葉輪，以便建立起供水所需的壓力。這種多級低氣蝕余量泵的級數(shù)最多可達26級。