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多級泵的工作原理是通過葉輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，葉輪槽道中的水在離心力的作用下甩向外圍流進(jìn)泵殼，葉輪中心壓力降低，吸水井中的水在進(jìn)水管壓的作用下流人葉輪，從而不斷地吸水供水，螺旋形泵殼也要完成把從葉輪甩出的水的動(dòng)能大部分變成壓力能、平穩(wěn)地引向送水管道的任務(wù)。

在水泵的運(yùn)行過程中，葉輪帶動(dòng)液體在泵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，葉輪外表面與液體、液體與泵殼、運(yùn)動(dòng)液體內(nèi)部都有摩擦損失，還有液體運(yùn)動(dòng)的漩渦損失、沖擊損失，在泵體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的液體因克服間隙阻力消耗掉的容積損失等。由于泵內(nèi)的各種損失，水獲得的有效功率總是小于軸功率。只有盡可能地減少泵內(nèi)的各種損失，才能提高水泵的運(yùn)行效率。

在多級離心泵的三大損失中，機(jī)械損失和水力損失都與泵過流面的粗糙度有直接關(guān)系，過流面越粗糙，損失越大。對于中低比轉(zhuǎn)速的離心泵，損失更加嚴(yán)重，當(dāng)n1=30時(shí)，占機(jī)械損失主要部分的圓盤摩擦損失可增大到接近有效功率的30%。如能減小與液體直接接觸的過渡面、葉輪外表面的粗糙度，則可顯著減少泵內(nèi)的機(jī)械損失和水力損失。基于上述原理，使用超滑金屬涂料，可以達(dá)到減小表面粗糙度從而降低水泵功率損失的目的。

由于受泥沙，水流的沖刷，介質(zhì)的腐蝕，多級離心泵葉輪會逐漸磨損、腐蝕。葉片表面常形成溝槽或條痕，或受空蝕破壞，葉片出現(xiàn)蜂窩狀的孔洞，甚至穿孔。如果葉片鑄造時(shí)就帶有氣孔、砂眼或夾渣，運(yùn)行后表面容易出現(xiàn)氣孔，甚至裂縫。

一、多級泵葉輪的幾種常見修復(fù)方法

多級離心泵葉輪的修復(fù)有多種方法，葉輪汽蝕修補(bǔ)的方法較多，如采用ARC高分子復(fù)合材料涂護(hù)、粉末噴涂(焊)、環(huán)氧樹脂涂護(hù)以及橡膠、尼龍復(fù)合材料修補(bǔ)等，還有采用不銹鋼鑲嵌、堆焊等。采用環(huán)氧樹脂高分子材料涂護(hù)具有施工方法簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且效果好。通過優(yōu)化配比，有針對性地調(diào)整材料的性能指標(biāo)，顯示出高強(qiáng)度的粘接力和吸收沖擊能量的韌性，具有很高的抗汽蝕、磨蝕破壞的強(qiáng)度和硬度。

環(huán)氧樹脂修補(bǔ)法

按配合比、順序取適量環(huán)氧樹脂、乙二胺、鄰苯二甲酸二丁酯、丙酮放在玻璃器皿中混合、拌勻。攪拌時(shí)注意膠黏劑的黏稠度，適量添加丙酮用量。配制好的環(huán)氧樹脂最好在20-30min內(nèi)用完。用羊毛刷蘸取環(huán)氧樹脂，刷涂葉片表面砂眼、氣孔處，刷涂時(shí)用尖錐輕輕擠出砂眼、氣孔中間的氣泡，盡量涂勻涂實(shí)，同時(shí)用刮板輕輕刮平壓實(shí)。待環(huán)氧樹脂1-2h固化后，再刷涂2～3遍。最后一遍涂刷時(shí)，務(wù)必使葉片表面光滑平順。涂刷結(jié)束后，葉輪放在20-30℃及相對濕度較低的環(huán)境下，慢慢養(yǎng)護(hù)48h。待環(huán)氧樹脂完全固化后，用銼刀或磨光機(jī)對葉輪輪廓線以及面層上的凸起進(jìn)行修整。

銅絲修補(bǔ)法

對于針孔狀的汽蝕，只要其孔洞沒有連接成片，可用紫銅絲打人針孔，用銼刀銼光即可。處理前要先用磨光機(jī)清除葉片表面鐵銹、污物，然后用氧一乙炔焰吹除氣孔內(nèi)雜物，再向孔內(nèi)填充適當(dāng)粗細(xì)的紫銅絲，同時(shí)用尖手錘敲擊，將紫銅絲擠壓、擠實(shí)到孔中，最后用銼刀銼平。

速成鋼修補(bǔ)法

速成鋼是一種固化前為膠泥狀的粘接修補(bǔ)劑，固化后的強(qiáng)度高、硬度高、不收縮、不銹蝕，適合對鋼、鐵等金屬材質(zhì)出現(xiàn)的氣孔、裂紋、砂眼等處填充與修補(bǔ)，具有較強(qiáng)的黏合效果。修補(bǔ)前，將擬修補(bǔ)處周圍的浮銹、污物等清理干凈，并粗糙化。取出速成鋼塑料管中的膠體，將膠體內(nèi)芯與外皮兩種不同顏色的材料用手快速充分揉和成一色(約1～2min)，達(dá)到發(fā)熱柔軟為好。在速成鋼膠體要凝固前，用力粘牢到修補(bǔ)處，并隨膠體固化過程用力(手或工具)多次壓實(shí)，增強(qiáng)膠與葉片的附著力。速成鋼硬化后，用銼刀銼平。

氣焊修補(bǔ)法

將葉輪放在炭火上加熱到400-500℃，在補(bǔ)焊處掛錫，再用氧一乙炔焰把黃銅絲熔到需要修復(fù)的溝槽或孔洞中，焊完后移去炭火，用石棉板覆蓋保溫，讓葉片緩慢冷卻，以免產(chǎn)生裂紋。焊補(bǔ)后用銼刀按原有輪廓線進(jìn)行加工修整。

二、多級泵葉輪磨損的幾種改造方案

影響多級泵葉輪使用壽命的主要因素是葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)和材料。在不降低葉輪材料耐蝕性的前提下提髙其耐磨損腐蝕性能優(yōu)化葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù),是延長葉輪使用壽命最有效的辦法。可以參照由多級離心泵專業(yè)廠家長沙中聯(lián)泵業(yè)技術(shù)部工程人員講解多級離心泵葉輪磨損可以進(jìn)行以下幾種改造方案。

1. 在臥式多級離心泵葉輪上噴涂環(huán)氧金剛砂面層防護(hù),由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑、稀釋劑及填料等拌制成砂漿,涂抹在葉輪和蝸殼表面上。底層與母材結(jié)強(qiáng)度400~450kg/cm,中層抗拉強(qiáng)度130kg/cm2,抗壓強(qiáng)度500kg/cm2,剪切強(qiáng)度300kg/cm。以金剛砂為輔劑,環(huán)氧樹脂為主劑配成的粘結(jié)材料,而金剛砂的耐磨性較好,所以二者結(jié)合呈現(xiàn)岀粘接力強(qiáng)、耐水性及抗泥沙磨損性好,且具有較強(qiáng)的抗沖擊性能。
   　　按此方案對該泵進(jìn)行綜合改造后,運(yùn)行半年后,葉輪整體無明顯腐蝕,效果良好，僅在葉輪表面局部有防護(hù)涂層的脫落,但不影響泵的正常使用,達(dá)到了預(yù)期的效果
2. 是提高臥式多級離心泵葉輪的表面光潔度,以減少空泡和氣穴的形成。
3. 是采用抗磨耗腐蝕性能好的材料,因?yàn)榻饘俨牧系哪ズ母g是機(jī)械力引起的磨損和介質(zhì)的腐蝕共同作用的結(jié)果。因此采用既耐蝕又抗磨耗的材料將是行之有效的預(yù)防措施,根據(jù)綜合分析后,選用馬氏體型不銹鋼2Cr13,經(jīng)淬火后,硬度較高,耐腐蝕性良好。
4. 在設(shè)計(jì)方面,由于固體顆粒對過流表面的磨損過程是復(fù)合磨損,即切削磨損和變形磨損同時(shí)存在。

由上式可知,速度越大,被磨損材料塑性越小,則總磨損量就越大,因而在設(shè)計(jì)過程中,在保證流量、揚(yáng)程不變的情況下,加大了葉輪進(jìn)口直徑,減少水流相對速度,改善流動(dòng)條件,減少湍流以及適當(dāng)加厚了葉輪前后蓋板的幾何尺寸。