水泵抗汽蝕、磨蝕技術(shù)在景電工程的應(yīng)用研究

李 英

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅景泰730400）

在電力提灌工程中，機電設(shè)備連續(xù)運行超過使用年限后必須更新，需投入的資金多，運行成本大，是電力提灌工程運行管理的一大難題。景電一期工程已連續(xù)運行近50年，景電二期工程也已運行20余年，機電設(shè)備嚴重老化，急需更新的設(shè)備很多。但由于水費一直沒有按照成本收取，年投入設(shè)備維護資金很少，很難滿足設(shè)備更新的要求。在這種情況下，經(jīng)過長期探索，在設(shè)備管理中采取了一些對水泵機組抗汽蝕、磨蝕的新技術(shù)研究利用等工作，在資金十分緊張的情況下，用較少的投入獲取了較大的經(jīng)濟效益，節(jié)約了大量的檢維修資金，保證了灌區(qū)的適時適量灌溉。在今后的管理工作中這些新技術(shù)的研究和推廣也顯的越來越重要。

1 特種金屬粉末材料噴焊水泵葉輪、軸套耐磨抗蝕應(yīng)用

水泵葉輪及軸套運行一段時間后，在水泵氣蝕及泥沙沖刷雙重作用下，水泵葉輪及軸套表面蜂窩麻面相當嚴重。這樣的葉輪繼續(xù)使用，水泵的氣蝕作用更加強烈，軸套的摩擦力也成倍增加，致使運行中的能耗增加。2002年7月通過對水泵葉輪、軸套及口環(huán)表面噴焊特種金屬粉末材料，在水泵部件表面形成了耐磨抗蝕保護層。對表面粗糙度要求高的部位進行精磨，增加了表面光潔度，表面光滑。經(jīng)過噴焊的水泵部件，抗氣蝕及耐磨性能明顯增強。水泵檢修周期延長，可節(jié)約大量資金。節(jié)約資金包括葉輪費用、能源單耗降低費用、檢修費用以及零配件費用。葉輪經(jīng)噴焊修復后，表面光滑，抗汽蝕、抗磨損能力大大加強，定子電流下降3A 左右，能源單耗下降范圍3%～7%。水泵乙軸套經(jīng)噴焊后，使用壽命可延長到5倍以上，而且減少了水泵運行過程中填料與軸套之間的摩擦力，可節(jié)約大量的填料以及電能，經(jīng)蘭州理工大學試驗測定，綜合節(jié)能效果可達5%以上。試驗證明，可以減少設(shè)備檢修費用，降低水費成本，增效節(jié)支，保證水機設(shè)備長時間的安全、平穩(wěn)及可靠的運行；可以花費較少的優(yōu)質(zhì)材料最大限度地提高普通材料的性能，顯著提高水泵葉輪、口環(huán)以及軸套的抗汽蝕、磨蝕的性能；可以幾倍、十幾倍的延長設(shè)備的使用壽命，具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。

特種金屬粉末噴焊水泵葉輪、口環(huán)及軸套應(yīng)用研究工作較好的解決了大型水泵葉輪、口環(huán)及軸套的抗空蝕、磨蝕難題，解決了水泵葉輪葉片、口環(huán)及軸套噴焊修復過程中的涂層脫殼、工件變形、裂紋等關(guān)鍵技術(shù)，且具有工藝簡單，便于現(xiàn)場推廣應(yīng)用等優(yōu)越性。應(yīng)用研究成果通過現(xiàn)場試驗，真實可靠，已具備推廣應(yīng)用的條件。試驗研究充分證明，特種金屬粉末噴焊技術(shù)是解決大型水泵空蝕、磨蝕破壞等問題目前最好的方法之一。

2 美國易使特抗蝕修復材料的應(yīng)用

景電工程的水機設(shè)備在過去的運行中出現(xiàn)了許多難以解決的老大難問題。如水泵泵體填料套臺階磨損嚴重后無法修復，致使水泵填料套無法固定，填料套旋轉(zhuǎn)，填料加不住，填料處漏水嚴重，水泵無法正常運行，導致該水泵報廢。泵體凍裂后的修復工作；水泵滾鍵后泵軸鍵槽損壞，泵軸的軸套部位磨損變細的修復工作；水泵葉輪、口環(huán)、軸套及泵體中開面、閥門密封面的修復等難度都相當大，代價高，而且很不容易修復。2002年7月引進的美國易使特抗蝕修復材料的應(yīng)用研究，較好的解決了這些問題。用美國易使特材料修復葉輪葉片，可以直接在現(xiàn)場進行。葉輪葉片沖刷部位一般在葉片邊緣側(cè)200mm范圍內(nèi)，只要將易沖刷部位修好就可保證正常上水。將修復部位打磨干凈后，將易使特材料均勻涂抹在葉片部位。用水將表面抹光，可減少葉輪的氣蝕作用。修復后一般可延長葉輪使用壽命9000h 以上。這種材料在運行中抗沖刷作用好，表面一直光滑，所以運行中氣蝕作用較小，運行平穩(wěn)。修復水泵填料套臺階、中開面及泵軸，用軟壓的方法進行。已進行試驗的設(shè)備及配件，從修復效果及運行情況看，都是比較好的，從根本上解決了設(shè)備及配件存在的問題，改善了設(shè)備的運行狀況，延長了設(shè)備的使用壽命，提高了運行效率，降低了維修及維護成本。易使特系列修復材料從品質(zhì)及功能上分析，它是一種比較先進的工業(yè)修復材料，具有很強的抗氣蝕耐磨性，適用于黃河泥沙水工況，可使許多設(shè)備存在而以往無法解決的問題得以完善解決，且省時、快速、高效，能現(xiàn)場解決問題。同時，從材料特性、修復工藝、運行效果幾個方面來比較，易使特系列修復材料在國內(nèi)設(shè)備維修中處于領(lǐng)先水平。

3 環(huán)氧樹脂及環(huán)氧丁晴涂護水泵泵體及葉輪的應(yīng)用

環(huán)氧樹脂涂護技術(shù)在景電工程已經(jīng)應(yīng)用了30多年。水泵泵體如果不進行涂護，泵體內(nèi)的氣蝕及磨蝕聯(lián)合沖刷作用將會在短短3～5年內(nèi)將泵體損壞。特別是泵體中開面部位、泵體的高壓水室、短期內(nèi)沖刷出魚鱗狀的蜂窩麻面會使水泵在運行中氣蝕作用加劇，使水泵運行狀況越來越惡化，最后導致水泵不能正常運行。環(huán)氧樹脂涂護技術(shù)就是將水泵泵體上的鐵銹清除干凈，并且將泵體加熱。用環(huán)氧樹脂、二乙烯三胺及聚銑胺樹脂等材料，采用一定的配比，攪拌均勻后，用烙鐵按一定的厚度涂抹在泵體上。要求涂層均勻，表面光滑，粘結(jié)良好。涂層表面再刷一層環(huán)氧樹脂及二硫化鉬拌和在一起的面層。涂護后，水泵泵體抗沖刷能力大大加強，而且表面較為光滑，減少了水泵氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，使水泵始終處于平穩(wěn)的運行狀態(tài)。按照多年的實踐經(jīng)驗，總干泵站一般每三年為一涂護周期，但由于嚴格控制了涂護工藝及涂護質(zhì)量，現(xiàn)在一般5年以上時間涂護1次。景電一期大多水泵都已運行30多年以上就是靠涂護來維持水泵正常運行的。

2005年進行了環(huán)氧丁晴的應(yīng)用研究。這種新型材料在原來的環(huán)氧樹脂基礎(chǔ)上又進行了新的改進。其硬度及抗磨蝕、抗氣蝕性能增加了很多，操作更加簡單。在涂護時，被涂護的基體不用加熱，在正常溫度下就可直接涂護。經(jīng)過涂護水泵泵體及葉輪的試驗，這種新型材料值得推廣應(yīng)用。

4 水泵葉輪及口環(huán)的修復再利用

4.1 水泵葉輪焊補打磨修復

由于近年來一直采用A3鋼板焊接葉輪，當葉輪運行到8000h 以上時，葉輪葉片及葉輪口環(huán)部位被沖刷出蜂窩及溝槽，葉輪口環(huán)部位與口環(huán)配合間隙變大，嚴重超標，致使口環(huán)部位泄漏量加大，水泵出水量大大減少，且由于沖刷程度不一致導致泄漏量不一樣而引起水泵運行振動、竄軸等現(xiàn)象的發(fā)生。這時如果用普通焊條將葉片及口環(huán)部位的蜂窩及溝槽焊補起來，然后用磨光機按照原型線要求將葉輪葉片打磨光滑，將口環(huán)部位用車床車至標準尺寸，經(jīng)過動平衡試驗就可繼續(xù)使用。

4.2 水泵口環(huán)加鋼圈修復

為了提高葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)的使用壽命，在葉輪口環(huán)和泵體口環(huán)處加一個鋼圈，并保證各配合尺寸不變，以便在相同的運行時間內(nèi)減少口環(huán)間隙的增大量，提高泵的平均運行效率。使用過的舊口環(huán)其內(nèi)壁有明顯的氣蝕與磨損的魚鱗坑，深度為4～10mm。處理方法：先將原磨損的口環(huán)內(nèi)徑車大，用鋼板做成圓環(huán)并焊接，外圓車至擴大的泵體口環(huán)內(nèi)徑，嵌入口環(huán)，用螺釘固定以免滑動。然后將整個口環(huán)車至原設(shè)計尺寸。葉輪口環(huán)部位也可用同樣的辦法修復。修復后的口環(huán)經(jīng)過試運行檢驗，修復質(zhì)量及耐磨蝕性能較為滿意，運行1年時間鋼圈口環(huán)最大磨損量約為0.4mm，口環(huán)表面磨蝕較為均勻。而同樣的鑄鐵口環(huán)運行相同時間后最大磨損量達5mm。說明用鋼板口環(huán)抗磨蝕能力可大大提高，隨之改善了間隙中的流態(tài)，也減少了泄漏量，提高了泵運行的平均效率，估計可提高6%～10%。如按5%計算，年節(jié)電費用也相當可觀。

加鋼圈修復后的口環(huán)是新口環(huán)價格的1/3，可提高泵的運行效率，節(jié)約能源，成倍的提高使用壽命，節(jié)約檢修經(jīng)費，同時減少了檢維修工作量。此方法實施簡單，效果顯著，推廣使用可取得明顯的經(jīng)濟效益。

4.3 按非標準配制口環(huán)

當鋼制葉輪運行到8000h 以上，口環(huán)間隙變大，葉輪口環(huán)部位沖刷嚴重時，可以將葉輪口環(huán)部位車至小于標準尺寸的非標尺寸，同時在加工口環(huán)時按照非標準尺寸配制。當這套轉(zhuǎn)子運行到8000h 以上時，這時口環(huán)部位配合間隙變大，可將口環(huán)車至標準尺寸繼續(xù)使用。而葉輪口環(huán)部位可用加鋼圈的方法加工到標準尺寸。這樣就等于一件新口環(huán)使用了2次。

總之，新技術(shù)、新材料的應(yīng)用研究以及設(shè)備的挖潛改造工作是再創(chuàng)景電輝煌的重要環(huán)節(jié)，不容忽視。通過新材料和新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，可以減少設(shè)備檢修費用，延長檢修周期，降低水費成本，增效節(jié)支，保證水機設(shè)備長時間的安全、平穩(wěn)及可靠的運行；可以花費較少的優(yōu)質(zhì)材料最大限度地提高普通材料的性能，顯著地提高水泵葉輪、口環(huán)以及軸套的抗汽蝕、磨蝕的性能；可以幾倍、十幾倍的延長設(shè)備的使用壽命，具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。