離心泵作為一種通用機(jī)械，在航天航空、石油化工以及農(nóng)業(yè)排灌等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)于各種生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。由于懸浮顆粒物的磨蝕造成離心泵失效廣泛存在于各種工程實(shí)踐中，Roco M C 分析顆粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律后得出過(guò)流部件的磨損原因?yàn)轭w粒的直接沖擊、紊亂沖擊和滑動(dòng)摩擦。
趙以奎通過(guò)數(shù)值模擬分析得出隨著顆粒直徑的不斷增大，固體顆粒呈現(xiàn)向葉輪工作面偏移的趨勢(shì)，由此造成葉輪工作面的切削磨損；固相體積濃度的增加對(duì)顆粒在葉輪流道內(nèi)的分布略有影響；葉輪的磨損主要發(fā)生在葉輪進(jìn)口處和葉輪的出口段。
劉娟通過(guò)高速影像技術(shù)研究得出大質(zhì)量的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡包角大，軌跡偏向葉片工作面，對(duì)葉片工作面的撞擊幾率大，撞擊的區(qū)域集中在葉片頭部和工作面的中前部；小質(zhì)量顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡向葉片工作面方向的偏轉(zhuǎn)較小，與葉片工作面的撞擊幾率較小，且撞擊區(qū)域集中在葉片的頭部和出水邊。
楊敏官通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)葉輪流道中間軸截面上，在葉輪進(jìn)口處多為小粒徑顆粒，分布較均勻；沿徑向，逐漸有大粒徑顆粒，且大部分位于壓力面及附近，吸力面及其附近區(qū)域多為小粒徑顆粒，至出口處大粒徑顆粒分布趨于均勻。由此可見(jiàn)，輸送含有微量懸浮顆粒液體時(shí)的磨損破壞不容小視，在前期離心泵選型過(guò)程中就應(yīng)考慮該因素，以確定合適的泵型。
失效案例分析
案例背景
下圖為某15 萬(wàn)t 精制鹽水項(xiàng)目供貨一批鈦材離心泵，其裝置中膜過(guò)濾循環(huán)泵工藝參數(shù)具體如表1 所示，前期初步選型為單級(jí)閉式葉輪型離心泵，采用常規(guī)背靠背式雙端面非集裝式機(jī)械密封，其結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1 所示。
該泵在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行約4 個(gè)月后，現(xiàn)場(chǎng)性能無(wú)法滿(mǎn)足，對(duì)泵進(jìn)行解體，拆檢后發(fā)現(xiàn)泵體、葉輪以及泵蓋有不同程度的磨損。泵體磨損部位主要為與葉輪口環(huán)配合處，形成約5mm深的凹形槽，葉輪與泵體形成的前泵腔處也產(chǎn)生輕微磨損，如圖2 所示；葉輪葉片進(jìn)口基本完好，葉片出口工作面有輕微磨損，如圖3 所示，葉輪口環(huán)處磨損嚴(yán)重，形成約為2mm 深的凹形槽，如圖4 所示；泵蓋與葉輪形成的空腔內(nèi)有明顯沖刷痕跡，如圖5 所示；機(jī)械密封及軸套磨損，腔體內(nèi)堆積大量結(jié)晶物，彈簧元件被結(jié)晶物卡死致使機(jī)封失效。