渣浆泵磨损原因及解决措施

　　渣浆泵的磨损

　　渣浆泵是一种特殊的离心泵，其选用材质、叶轮流道结构都异于普通清水泵。由于输送的介质是含金属、矿石、煤炭及泥沙颗粒等的固—液混合物料，颗粒形状各异、粒径组成复杂、浓度不断变化，造成渣浆泵的磨损量远大于清水泵，过流部件的使用寿命也远低于清水泵。

　　近年来，国内外许多学者从理论上对输送固—液混合物的渣浆泵磨损机理、磨损规律进行了分析研究，也进行了大量试验，提出了渣浆泵磨损的防护措施和泵现场使用方法等有价值的资料。

　　1 磨损种类

　　1.1 气蚀磨损

　　气蚀磨损属于腐蚀磨损的一种。液体中球形气蚀空泡的破坏不是瞬时产生的，而是一个多次衰变过程。在这个过程中，液体以很高的速度冲向空泡中间，其大部分动能在形成新空泡的瞬时转变为向各个方向传播的球形冲击波，作用于过流部件表面上的冲击波的机械作用力是气蚀磨损的主要原因。而设计选型不当、使用不当是造成气蚀磨损的主要原因。

　　1.2 磨料磨损

　　除了上述原因外，渣浆泵过流部件的磨损都属于磨料磨损。具体表现为：选煤厂输送介质中的硬质颗粒与叶轮水流通道内表面相互作用或介质与叶轮水流通道内表面的粗糙突出物相互摩擦作用，产生接触应力，导致叶轮水流通道的内表面疲劳破坏而磨损。铸钢铸造的叶轮还会因高压力下硬质沙粒的压入，产生压痕，并从叶轮水流通道内表面挤出，剥离颗粒而磨损。

　　根据磨损特性，离心泵泵件可以分成两大类：一类包括叶轮和压水室，其流道磨损较严重;其次就是是悬浮液流从高压腔向低压腔回流时使泵体、叶轮外盖板、密封件和轴封零件受到的磨损。根据试验和实际生产经验，磨损件磨损速度排序为：泵体隔舌—叶片入口边—叶轮密封环—轴封—吸人侧泵腔—泵体扩散管。

　　除上述两种磨损之外，还有属于腐蚀磨损中的氧化磨损、酸碱盐化学反应磨损、冲洗等物理运动引起的磨损、叶轮与轴之间的微动磨损及微裂纹引起的电化学磨损等。

　　2 磨损机理与规律

　　磨损的机理主要是由固体颗粒从不同角度对材料表面撞击、颗粒旋转(向前旋转、向后旋转)、塑性变形、疲劳破坏等因素引起材料裸露表面的脱落。

　　根据大量生产实例统计，渣浆泵输送固—液混合物时，磨损较严重的零件是叶轮，其次是泵体、护套及护板等过流部件。渣浆泵的磨损取决于以下各个参数和因素之间的内在关系：

　　(1)输送介质即固—液混合物流变特性;

　　(2)介质中固体颗粒粒径级配、粒形、硬度和密度等;

　　(3)泵的结构形式与参数;

　　(4)渣浆泵的转速;

　　(5)渣浆泵所用材料的性能，如硬度、强度、延伸率及耐酸碱性等。

　　3 磨损件更换周期

　　渣浆泵的使用寿命是由泵的水力设计、结构设计、强度设计、材料选用及现场使用等综合因素决定的。对于其使用寿命，目前还没有一种准确的理论计算方法。

　　3.1 泵件更换原则

　　泵过流部件磨损到一定程度，因达不到功能要求就一定更换或者修复。到目前为止，泵的易损件没有统一公认的更换原则和标准，只能根据渣浆泵在现场使用具体条件而定。

　　收集业内一些原则性意见和看法，主要为以下几点：① 泵体和护板磨穿;② 泵性能如流量和扬程不能满足运行的要求;③ 严重的内部环流或者护板严重粗糙度引起电动机电流过高;④ 叶轮不均匀磨损或者叶轮局部堵塞引起过度振动。

　　国内研究人员通过大量实验，提出了用低耐磨性材料制造的渣浆泵过流部件在高速磨损条件下的磨损形貌和泵性能与磨损之间的变化规律。在磨损运转时间为18 h时，叶轮和泵体相对磨损量分别为总磨损量的52.5%和62.2%。说明总磨损时间为3/7时，过流部件磨损量超过总磨损量的1/2以上;叶轮和泵体的磨损率在总磨损时间的1/7～3/7之间时为较高，即磨损最快;在总磨损时间的3/7时，扬程下降26%，在磨损结束时扬程下降45%。这些实验数据都为更换周期提供了很重要的参考数据。

　　近年来，国内外对于更换周期主要形成了以下两种更换原则：

　　(1)渣浆泵在极限磨损的情况下，叶片磨损为原始长度的30%～40%，质量磨损量为20%～30%时，就应该更换叶轮;还有学者提出，在渣浆流动状态恒定时，可以将泵出口压力降低到初始压力的35%～75%作为更换叶轮的参考数，但缺点是上述意见没有结合具体材质和行业应用特点。

　　(2)叶轮叶片长度磨掉30%时，叶轮失重量为原始重量的50%、扬程下降30%，作为更换件的指标，根据现场使用寿命试验结果，提出不同材质和量、件的更换原则：选煤厂用渣浆泵，如采用N1、Ni4、C27和Crl5Mo3制造叶轮和护板，在叶轮失重量达到50%、30%、10%和50%时就应更换，而护板失重量达到30%、20%、10%和35%时就应更换，此意见对于选煤厂更具针对性和可操作性。因此，建议选煤厂结合上述原则因地制宜，可以参考二号原则。

　　3.2 泵件更换周期

　　在生产实际中，提前更换、滞后更换磨损件是一种普遍现象，尤其是提前更换，例如：一般选煤厂设备集中大修期间，在磨损量还未达到更换的周期，就与其他设备一起更换，造成了浪费;而滞后更换的影响更为明显，往往是在运行明显不正常，直接影响了系统生产，甚至在生产过程中发生严重故障。因此，针对选煤厂，应根据设备运行状况和生产经验设置一个适宜于本厂的更换周期。

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