泵的腐蚀和防腐措施

张 琳

（安徽淮北煤电技师学院，安徽 淮北 235000）

液压传动是传动装置之一，在机械中特别是矿山机械中运用很广泛。而液压传动的动力元件是液压泵。液压泵的腐蚀是影响液压泵使用寿命的原因之一，液压泵产生腐蚀的成因有两种：一是化学原理的腐蚀；二是物理原理的腐蚀。

一、化学原理的腐蚀

泵的化学原理的腐蚀是指泵体及叶轮表面发生化学性的变质，金属与液体相遇时发生腐蚀的原因。在泵产生腐蚀原因中有两种情况：首先是由于金属同相遇的液体之间有化学亲和力，而与液体直接作用产生金属化合物，这种因金属受酸和碱的溶解而产生的腐蚀称为纯化学腐蚀；再一个原因是某种金属与较其电位高的其他金属进行电气结合，产生电流，引起腐蚀，把这种电解质水溶液中的两种金属相接触而产生的腐蚀称为电气化学腐蚀。而在酸碱液变稀后，电气化学腐蚀现象影响的比率逐渐增大。

1．纯化学腐蚀

金属与其周围的液体或气体进行化学反应。是因二者之间有牵引力，即有上述的化学亲和力，其值不仅依金属的种类，而且依液体与气体的种类不同而各异。将金属与氧气之间的亲和力按强弱顺次排列（Mg、Al、zn、Mo、Cr、Fe、Ni、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Au），越往后边的越不容易产生化合物，而对腐蚀的抵抗则是越强的。

对于酸，也有大致相同的倾向，铁经过置换反应生成盐。由于铁与氧及水化合生成的氧化物及水氧化物是盐基性，因而铁溶于酸而不溶于碱。铜及铜合金在多数情况下产生不溶性的皮膜。这样，腐蚀反应的进行情况，仅靠亲和力是确定不了的，它与腐蚀结果生成的腐蚀生成物的性质也有很大的关系。一般，对于各种液体的耐蚀金属材料是依液体的温度与浓度的不同而异，其腐蚀的程度可以根据重量的变化表示出来。但是应当考虑到，同样的材料，应用在与液体之间有很大相对运动的某些部分（如泵的叶轮和泵体）时重量的变化是很大的。从图1所示叶轮腐蚀情况可知，外周流速大的地方的腐蚀更为严重。图中的虚线表示腐蚀缺损部分。

图1 叶轮的腐蚀

2．电气化学腐蚀

图2 电气化学腐蚀原理

如图2所示，将某金属A与较其电位低的金属B浸于某电解质水溶液中，若用导线将二者连接起来，取A为阴极，B为阳极，电流即通过导线由A流至B。在B的金属表面，其原子失去电子而电离，在液体溶解中受到腐蚀。与此相反，A金属不电离、腐蚀即被抑制。一般，越是活性强的金属其电位越低，非活性的金属其电位较高。其次，在合金的情况下特别是那样，金属表面不能认为是均匀的结构，其内部应力、表面状态及温度等如有差异，则造成局部电离，低电位的金属表面即被腐蚀。液体的温度和有无搅拌，也与纯化学腐蚀的情况同样，是决定电气化学腐蚀程度的要素。一般来讲，液体越是高温，化学反应越迅速，因而腐蚀也就越快。

二、物理原理的腐蚀

物理原理的腐蚀是指汽蚀的腐蚀，这种腐蚀是泵在发生汽蚀的情况下长时间的运转，使叶轮和泵体等金属表面遭到破坏而得的名字。油液在最低压力区域发生大量的汽泡，当有汽泡的油液再次进入高压区时，周围的水、将其压破，遂以非常高的速度冲撞金属表面。由于惯性力、材料超过了疲劳弹性限，则如图3的断面图所示，金属表面呈现出如老鼠啃出的形状。

图3 由于汽蚀的腐蚀状况

离心泵的腐蚀在叶片入口处发生的情况最为多见，透平泵经常是在导叶入口和叶轮出口附近发生腐蚀。轴流泵是在靠近速度高的外周处发生腐蚀，它一般也是在背面腐蚀。其它是在泵体对应于叶轮外周的部分，或是在导叶入口部分被腐蚀，严重的情况下也有造成导叶轮缺损的。汽蚀的腐蚀，是依材质的不同而有显著的差异。

根据腐蚀的表现方式各种各样的缘故。下面介绍一般应用的防腐蚀的措施：

1．泵的零件尽量避免采用异种金属，最好制成全铁泵或者全青铜泵。这是因为青铜与铸铁之间会发生电解腐蚀的缘故。但是即使是全铁泵，在铁的一部分里也有石墨，这对于铁即成为阴极而使铸铁腐蚀。此外，铸铁叶轮由于对汽蚀的抵抗力差，所以全铁泵也有仅是叶轮和其他小零件用不锈钢制造的。

2．在泵体及叶轮的表面贴以1毫米左右的橡胶或合成树脂层。这种方法需要特殊的工具和技术。

3．吸入侧的流速最大不要超过1．5米／秒左右。流动的扰乱会促进腐蚀，因此对于管路的安装需要给以充分的注意。再者，吸入扬程大时，可以预料在海水中也产生气体，这会使腐蚀加快。

4．在吸入管和泵体上安设锌板。一般是在要防蚀的金属上直接安装较其电位低的金属件，后者成为阳极，因溶解而消耗，其间，前者成为阴极而被保护。与钢铁相反，早在从前就将锌、铝及镁等作为阳极金属来使用。阳极金属内藏有不纯物时，局部形成电池易引起局部腐蚀，所以现在都采用纯度为99．99%级的金属。另一个重要问题是阳极板的安装方法。安装要保持可靠的电气接触，而在泵内单是悬挂一阳极几乎是无意义的。若用铁制的螺栓螺母，将阳极板直接系紧，则因与其接触的阳极表面迅速溶解，螺栓移动而接触不良，用绝缘物将与阳极接触的铁表面包围起来。此外，为防止阳极的四周集中过大的电流以使其长期耐用，在欲防蚀的金属与阳极之间安设绝缘板则是很重要的。

5．从电气化学腐蚀的原理考虑，若自外部流过逆电流，则可抑制腐蚀。根据这个道理研究出了以外部电源的形式电气化学的防蚀方法，简称为电气防蚀法。但是，实施的例子还很少。这是因为腐蚀现象本身比较复杂，即使根据这种方法进行防腐蚀时，也要作适合于各个装置的设计，并要用特殊技术来实施。

总之，防腐工作要全面地对腐蚀进行控制、监测、管理、治理、评估、检验。对可能出现的腐蚀问题应事先有预防，事中有应急措施，事后有杜绝办法，在此基础上逐渐形成规章制度，制定各环节工作质量标准。将防腐的技术和科学的管理密切结合起来以达到最大限度控制腐蚀。

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