在真空泵的运行当中,最常出现的故障就是叶轮转子的损坏,主要是叶片表面出现较多的麻点、孔洞,严重时会发生叶片断裂,产生设备的非计划停运,影响生产的正常运转。造成叶轮叶片的这些故障的原因主要为汽蚀现象。
所谓汽蚀现象,就是当流体通道中的液体(例如水和油等),在局部压力下降到汽化压力(汽化压力是指在某一温度下,当液体表面的压力下降到某一数值,液体发生汽化时的压力)时,液体中的气核长大变为气泡。
(资料图片仅供参考)
然后随着流体通道内部压力的变化,气泡会发生流动及溃灭等现象,在这个变化过程中,气泡的产生及溃灭所产生的作用力对真空泵过流部件造成破坏的现象。
水环真空泵在运行过程中,其泵体内部、水环与叶轮以及泵壳组成了一个容积可变的密封腔,在负压区吸入空气,在正压区排出空气。
当负压区的压力小于水的汽化压力时,水开始汽化产生气泡。
随着真空泵叶轮的转动,在吸入空气的密封腔转到正压区后,密封腔内的体积逐渐变小,压力逐渐增大,此时因负压而形成的气泡逐步溃灭。
汽化气泡的突然消失,使其所在位置出现了局部水击现象。
由于空化气泡非常多,撞击叶轮的频率非常高,达到每秒数百甚至上万次,压力可达到 30 MPa 以上。
真空泵泵体过流部件受到高频率作用力的冲击,承受了比较大的负荷。
在这种情况下长期运行,其所受应力大大超过材料自身的抗疲劳极限,产生类似于腐蚀状的麻点等缺陷,严重时甚至形成较大空洞。
在受汽蚀的部件中,叶轮转子的损坏最为严重。这一方面是由于其加工工艺的问题。叶轮转子一般为整体铸造而成,在叶片根部易产生夹渣及气孔等缺陷。在汽蚀的作用下,叶轮在其缺陷部位首先损坏。
另一方面,如果真空泵叶轮在汽蚀部位有较大的残余压力,在汽蚀的作用下,会使叶轮更早地产生裂纹。
通过以上分析过程可以看出汽蚀的主要原因在于:在真空泵运行过程当中,存在负压区与正压区的交替变化,这是由其结构及运行原理所决定的,因此要想减轻甚至避免汽蚀的危害,就需要在结构上对其进行改进,另外也可以针对其运行原理采取一些措施。
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