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泵殼，葉輪中心壓力降低，吸水井中的水在進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)。

　　在水泵的運行過程中，葉輪帶動液體在泵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，葉輪外表面與液體、液體與泵殼、運動液體內(nèi)部都有摩擦損失，還有液體運動的漩渦損失、沖擊損失，在泵體內(nèi)循環(huán)流動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，才能提高水泵的運行效率。

　　在多級離心泵的三大損失中，機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，損失更加嚴重，當n1=30時，占機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。如果葉片鑄造時就帶有氣孔、砂眼或夾渣，運行后表面容易出現(xiàn)氣孔，甚至裂縫。

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　　一、多級泵葉輪的幾種常見修復(fù)方法

　　葉輪常用的有不銹鋼葉輪、鑄鐵葉輪，多級離心泵葉輪的修復(fù)有多種方法，葉輪汽蝕修補的方法較多，如采用ARC高分子復(fù)合材料涂護、粉末噴涂(焊)、環(huán)氧樹脂涂護以及橡膠、尼龍復(fù)合材料修補等，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具有施工方法簡單、價格低廉等優(yōu)點，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，顯示出高強度的粘接力和吸收沖擊能量的韌性，具有很高的抗汽蝕、磨蝕破壞的強度和硬度。

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　　環(huán)氧樹脂修補法

　　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，刷涂時用尖錐輕輕擠出砂眼、氣孔中間的氣泡，盡量涂勻涂實，同時用刮板輕輕刮平壓實。待環(huán)氧樹脂1-2h固化后，再刷涂2～3遍。最后一遍涂刷時，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48h。待環(huán)氧樹脂完全固化后，用銼刀或磨光機對葉輪輪廓線以及面層上的凸起進行修整。

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　　銅絲修補法

　　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)填充適當粗細的紫銅絲，同時用尖手錘敲擊，將紫銅絲擠壓、擠實到孔中，最后用銼刀銼平。

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　　速成鋼修補法

　　速成鋼是一種固化前為膠泥狀的粘接修補劑，固化后的強度高、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，具有較強的黏合效果。修補前，將擬修補處周圍的浮銹、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，用力粘牢到修補處，并隨膠體固化過程用力(手或工具)多次壓實，增強膠與葉片的附著力。速成鋼硬化后，用銼刀銼平。

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　　氣焊修補法

　　將葉輪放在炭火上加熱到400-500℃，在補焊處掛錫，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。焊補后用銼刀按原有輪廓線進行加工修整。

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　　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行以下幾種改造方案。

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　　(一)在臥式多級離心泵葉輪上噴涂環(huán)氧金剛砂面層防護,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)強度400~450kg/cm,中層抗拉強度130kg/cm2,抗壓強度500kg/cm2,剪切強度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、耐水性及抗泥沙磨損性好,且具有較強的抗沖擊性能。

　　按此方案對該泵進行綜合改造后,運行半年后,葉輪整體無明顯腐蝕,效果良好，僅在葉輪表面局部有防護涂層的脫落,但不影響泵的正常使用,達到了預(yù)期的效果

　　(二)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。

　　(三)是采用抗磨耗腐蝕性能好的材料,因為金屬材料的磨耗腐蝕是機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。

　　(四)在設(shè)計方面,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)計過程中,在保證流量、揚程不變的情況下,加大了葉輪進口直徑,減少水流相對速度,改善流動條件,減少湍流以及適當加厚了葉輪前后蓋板的幾何尺寸。

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　　三、多級泵葉輪常見的問題及處理方法

　　一、鑄造缺陷

　　1.故障表現(xiàn)：流道夾雜；多肉；不光滑；沙眼；裂紋；縮松等。

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　　2.處理方法：可根據(jù)實際情況進行磨削、補焊等方法，如果問題嚴重，需打廢重鑄。

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　　二、磨蝕

　　1.故障表現(xiàn)：圖示是由灰鑄鐵材料鑄造的流程泵葉輪在5年時間內(nèi)被含有少量水泥泡沫的水磨損的情況，磨蝕問題更多的是設(shè)計方選材不當或泵型選擇不當造成的，或者是工藝介質(zhì)被污染導(dǎo)致的。

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　　2.處理方法：更改葉輪材質(zhì)；更改設(shè)計方案，改變泵型；檢查工藝介質(zhì)。

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　　三、汽蝕

　　1.故障表現(xiàn)：設(shè)計方案不當；安裝位置過高；選材不當?shù)取?/span>

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　　2.處理方法：降低安裝位置；改變更能夠抗汽蝕的材質(zhì)；重新設(shè)計泵型等。

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　　四、口環(huán)抱死

　　1.故障表現(xiàn)：設(shè)計間隙過??；前后口環(huán)的硬度差小于50HBW；口環(huán)間隙有固體顆粒；口環(huán)變形等。

　　2.處理方法：增大設(shè)計間隙；更換口環(huán)材質(zhì)；檢查工藝介質(zhì)；更換新口環(huán)等。

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　　五、斷裂

　　1.故障表現(xiàn)：由于汽蝕、腐蝕、磨蝕引起的；鑄件質(zhì)量較差導(dǎo)致；水錘導(dǎo)致的。

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　　2.處理方法：更換新葉輪。

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　　六、腐蝕

　　1.故障表現(xiàn)：選材不當。

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　　2.處理方法：更換新葉輪，耐腐蝕磨損材料；葉輪耐蝕層的涂鍍；葉輪耐蝕層的噴涂。

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　　綜上所述多級離心泵產(chǎn)生磨蝕的主要原因是高速固體顆粒水流對過流部件的磨損破壞,其次是汽蝕和磨損的聯(lián)合破壞。因此,防治該泵磨蝕的根本措施是設(shè)法降低過流部件表面固體顆粒水流相對速度。再輔以必要的抗磨蝕材質(zhì)及防護涂層,則效果更為明顯。對于汽蝕破壞,可通過優(yōu)化水力設(shè)計得以防止。