多級泵的工作原理是通過葉輪的旋轉產生離心力，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、平穩地引向送水管道的任務。

　　在水泵的運行過程中，葉輪帶動液體在泵內旋轉，葉輪外表面與液體、液體與泵殼、運動液體內部都有摩擦損失，還有液體運動的漩渦損失、沖擊損失，在泵體內循環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系，過流面越粗糙，損失越大。對于中低比轉速的離心泵，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氣孔，甚至裂縫。

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　　一、多級泵葉輪的幾種常見修復方法

　　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有多種方法，葉輪汽蝕修補的方法較多，如采用ARC高分子復合材料涂護、粉末噴涂(焊)、環氧樹脂涂護以及橡膠、尼龍復合材料修補等，還有采用不銹鋼鑲嵌、堆焊等。采用環氧樹脂高分子材料涂護具有施工方法簡單、價格低廉等優點，而且效果好。通過優化配比，有針對性地調整材料的性能指標，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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　　環氧樹脂修補法

　　按配合比、順序取適量環氧樹脂、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。配制好的環氧樹脂最好在20-30min內用完。用羊毛刷蘸取環氧樹脂，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。待環氧樹脂1-2h固化后，再刷涂2～3遍。最后一遍涂刷時，務必使葉片表面光滑平順。涂刷結束后，葉輪放在20-30℃及相對濕度較低的環境下，慢慢養護48h。待環氧樹脂完全固化后，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雜物，再向孔內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、鐵等金屬材質出現的氣孔、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計參數和材料。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化葉輪的設計參數,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廠家長沙中聯泵業技術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氧金剛砂面層防護,由環氧樹脂、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,環氧樹脂為主劑配成的粘結材料,而金剛砂的耐磨性較好,所以二者結合呈現岀粘接力強、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的腐蝕共同作用的結果。因此采用既耐蝕又抗磨耗的材料將是行之有效的預防措施,根據綜合分析后,選用馬氏體型不銹鋼2Cr13,經淬火后,硬度較高,耐腐蝕性良好。

　　(四)在設計方面,由于固體顆粒對過流表面的磨損過程是復合磨損,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：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：圖示是由灰鑄鐵材料鑄造的流程泵葉輪在5年時間內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計方選材不當或泵型選擇不當造成的，或者是工藝介質被污染導致的。

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　　2.處理方法：更改葉輪材質；更改設計方案，改變泵型；檢查工藝介質。

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　　三、汽蝕

　　1.故障表現：設計方案不當；安裝位置過高；選材不當等。

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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；重新設計泵型等。

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　　四、口環抱死

　　1.故障表現：設計間隙過小；前后口環的硬度差小于50HBW；口環間隙有固體顆粒；口環變形等。

　　2.處理方法：增大設計間隙；更換口環材質；檢查工藝介質；更換新口環等。

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　　五、斷裂

　　1.故障表現：由于汽蝕、腐蝕、磨蝕引起的；鑄件質量較差導致；水錘導致的。

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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：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合破壞。因此,防治該泵磨蝕的根本措施是設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及防護涂層,則效果更為明顯。對于汽蝕破壞,可通過優化水力設計得以防止。