在燒結(jié)磚瓦工藝中，為了提高泥料的成型性能、均勻致密性以及坯體強(qiáng)度，使一些低塑性的劣質(zhì)原料得到充分利用，使普通泥料能夠生產(chǎn)出薄壁、高強(qiáng)度空心磚，我們通常采用真空泵對(duì)泥料進(jìn)行真空除氣處理，使存在于泥料內(nèi)部的氣體含量滿足生產(chǎn)要求，以獲得合格的坯體。

　　磚瓦企業(yè)采用的真空泵種類較多，水環(huán)真空泵是真空擠出機(jī)常用的配套設(shè)備。真空泵在高真空狀態(tài)下運(yùn)行，特別是在夏季，隨著工作水溫的升高，水的氣化壓力也隨之升高，在真空泵的吸入端，水環(huán)內(nèi)的氣泡迅速冷凝并使氣泡破裂，這就是真空泵產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理。真空泵的汽蝕與真空泵的真空度、工作水溫有關(guān)系，與真空線速度、壓縮比沒(méi)有直接關(guān)系。在這樣工況下，任何真空泵都會(huì)發(fā)生汽蝕，因?yàn)椴徽撜婵毡玫慕Y(jié)構(gòu)如何、壓縮比多大，它在真空泵的吸入側(cè)均形成相同的真空，必然會(huì)產(chǎn)生汽蝕。

　　真空泵工作時(shí)，盡可能要求在高效區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行；應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運(yùn)行。在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，不僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。對(duì)于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運(yùn)行還會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪聲和振動(dòng)。汽蝕會(huì)導(dǎo)致泵體、葉輪等零件損壞，以致泵無(wú)法工作。本文針對(duì)水環(huán)真空泵汽蝕產(chǎn)生的原理及其預(yù)防加以論述。

1、汽蝕產(chǎn)生原理

　　汽蝕是由液體氣化引起的，液體分子逸出液體表面，成為氣體分子的過(guò)程，稱為“氣化”。液體的氣化程度與壓力的大小、溫度高低有關(guān)。溶解于液體中的氣體，在壓力和溫度變化時(shí)也會(huì)釋放出來(lái)，形成氣穴。當(dāng)液體內(nèi)部壓力下降，低于液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，在局部區(qū)域形成氣泡或氣穴；而在壓力升高的地方氣泡突然被四周的壓力壓破，液流因慣性以極高的速度向氣泡中心擠壓，對(duì)設(shè)備造成水力沖擊。這種微泡的產(chǎn)生、潰裂以及對(duì)過(guò)流表面產(chǎn)生物理和化學(xué)作用的整個(gè)過(guò)程稱為汽蝕。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡流動(dòng)到高壓處時(shí)，其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。

　　真空泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過(guò)流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處）因?yàn)槟撤N原因，抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體氣化壓力時(shí)，液體便在該處開始?xì)饣�，產(chǎn)生大量蒸汽形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以致破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應(yīng)力達(dá)到幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率達(dá)到每秒幾萬(wàn)次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。

　　在真空泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是真空泵中的汽蝕過(guò)程。真空泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件產(chǎn)生破壞作用，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。

　　水環(huán)泵的汽蝕損壞都是在氣泡產(chǎn)生和破裂的部位，金屬表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)蜂窩狀損壞。如果真空泵葉輪在汽蝕部位有較大的殘余應(yīng)力，還會(huì)引起應(yīng)力釋放，產(chǎn)生裂紋。由于泵汽蝕時(shí)氣泡在高壓區(qū)連續(xù)發(fā)生突然破裂，以及伴隨著強(qiáng)烈水擊產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)，可以聽到像爆豆似的劈劈啪啪的聲音。如果上述氣泡在金屬表面上破裂，金屬表面將受到連續(xù)強(qiáng)烈的水擊出現(xiàn)麻點(diǎn)，金屬晶粒松動(dòng)并剝落而成蜂窩狀甚至穿孔。汽蝕破壞除機(jī)械作用外，還伴隨著電解、化學(xué)腐蝕等多種復(fù)雜的作用。實(shí)際破壞效果表明，泵過(guò)流部件汽蝕破壞的部位，正是氣泡消失的地方。真空泵需要用液體作為工作介質(zhì)。每種液體

　　在某一溫度下都有對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓。當(dāng)吸入?yún)^(qū)域的絕對(duì)壓力越接近液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體越接近沸騰狀態(tài)。這時(shí)，在吸入?yún)^(qū)域的工作液表面會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，由于液體在工作腔內(nèi)產(chǎn)生的工作液蒸汽會(huì)占據(jù)部分工作腔的空間，泵對(duì)外的吸氣能力會(huì)有所下降。當(dāng)吸入?yún)^(qū)域的壓力達(dá)到工作液的飽和蒸汽壓時(shí)，可以認(rèn)為工作腔內(nèi)全部充滿了工作液蒸汽，此時(shí)泵對(duì)外的吸氣能力接近于零，而此時(shí)泵的汽蝕現(xiàn)象也最為嚴(yán)重。

　　如果工作液是水，水溫越高，泵的抽氣性能下降越多。水環(huán)真空泵的水溫對(duì)其性能影響較大，而水環(huán)真空泵的性能曲線均為在15℃的水溫條件下測(cè)得，因此在實(shí)際選用水環(huán)真空泵時(shí)應(yīng)對(duì)水環(huán)真空泵的抽氣速率進(jìn)行修正。

2、水環(huán)真空泵汽蝕現(xiàn)象的消除方法及預(yù)防

　　水環(huán)真空泵在汽蝕狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作，會(huì)造成泵的噪聲、振動(dòng)變大，甚至對(duì)泵造成損壞，因此應(yīng)盡量避免水環(huán)真空泵在汽蝕狀態(tài)下工作，可通過(guò)以下方法：

（1）降低水的溫度

　　由于真空泵冷卻水溫升高會(huì)導(dǎo)致其抽氣能嚴(yán)重降低，真空泵密封水溫度必須低于排汽壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，否則就會(huì)使真空惡化，還會(huì)導(dǎo)致真空泵葉輪的汽蝕損壞。因此降低水的溫度達(dá)防止汽蝕的效果。

（2）提高選型的準(zhǔn)確性，使真空泵運(yùn)行在安全區(qū)域

　　在選型階段，選擇真空泵吸入壓力及水的溫度時(shí)應(yīng)盡量避開真空泵容易發(fā)生汽蝕的壓力范圍，即避免真空泵在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，盡量減輕汽蝕的產(chǎn)生。

（3）安裝汽蝕保護(hù)管

　　安裝有汽蝕保護(hù)管的真空泵，汽蝕過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡在壓縮過(guò)程時(shí)破裂，從外部引入壓力較高的不凝氣體能夠及時(shí)補(bǔ)充因氣泡破裂而出現(xiàn)的空間，這樣可以大大減輕汽蝕對(duì)泵的損害并降低汽蝕引起的噪聲和振動(dòng)。

　　某些泵具有汽蝕保護(hù)接口，如在極限壓力下工作，開啟汽蝕保護(hù)管接口（或與汽水分離器連接）可在最大限度保證吸氣效果的情況下消除汽蝕聲，并對(duì)泵進(jìn)行保護(hù)。

（4）配大氣噴射器

　　大氣噴射器作用是利用大氣壓相對(duì)于真空泵的壓差，產(chǎn)生空氣射流，在噴射器內(nèi)獲得比真空泵更低的抽吸壓力，從而消除真空泵的極限壓力，防止真空泵汽蝕，起到保護(hù)真空泵的作用。由于大氣噴射器是為了防止真空泵汽蝕、保護(hù)真空泵而設(shè)置的，一般設(shè)置有大氣噴射器的真空泵，抽吸形成的真空要好于沒(méi)有裝設(shè)的。

（5）采用更低的飽和蒸汽液體作為工作液

　　將工作液由原來(lái)的水改為變壓器油，其極限真空度因油的飽和蒸汽壓較低得到較高的提升。在抽除污染較大的氣體及在某些特殊工作場(chǎng)合時(shí)，真空泵的工作液也可用其它液體（可用甲醇、乙醇、二甲苯、苯胺、丙酮等粘度較低的有機(jī)溶劑），其極限真空度由工作液的飽和蒸汽壓決定。

　　油環(huán)真空泵可在20~90℃工作，所以其在抽除水蒸氣等氣體時(shí)因油溫較高，水蒸氣不易凝結(jié)，所以泵油不易被乳化，從而提高了泵油的使用壽命。使用有機(jī)溶劑作為工作液時(shí)，應(yīng)注意電機(jī)是否防爆，對(duì)真空泵及其密封件的腐蝕問(wèn)題。

（6）泵的葉輪、圓盤等采用防汽蝕能力較強(qiáng)材料

　　不同的材料抗汽蝕能力有十分明顯的區(qū)別。響材料抗剝蝕能力的因素很多，通常具有高硬度和高彈性的材料抗剝蝕能力較強(qiáng)。國(guó)外推薦低碳鉻鎳合金鋼，如13Cr4N作為在汽蝕狀態(tài)下工作的水力機(jī)械材料，具有較好的抗剝蝕性能。對(duì)葉輪涂層的方法比較常用，非金屬涂料涂敷采用環(huán)氧樹脂、尼龍粉、聚氨酯等。在流道表面堆焊合金或噴涂合金防止汽蝕破壞也取得了一定效果，如不銹鋼焊條堆焊法、不銹鋼板鑲焊修補(bǔ)法、合金粉末噴焊。

　　就非金屬和合金（包括不銹鋼）的幾種方法比較，非金屬涂層方式經(jīng)濟(jì)，但應(yīng)當(dāng)對(duì)其操作工藝嚴(yán)格控制，以防止涂層脫落。采用合金粉末噴焊效果好但成本高，且有些地方可能無(wú)法進(jìn)行。

3、結(jié)束語(yǔ)

　　真空泵發(fā)生汽蝕是真空泵常見的故障，任何真空泵都會(huì)發(fā)生汽蝕。在磚瓦企業(yè)日常生產(chǎn)中，做好設(shè)備的基本維護(hù)工作，對(duì)真空泵汽蝕有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，并合理選擇預(yù)防汽蝕的方法，一定可以達(dá)到減輕真空泵汽蝕的目的。