深圳计为自动化技术有限公司
Shenzhen Jiwei Automations Ltd.
一
气蚀是什么？
气蚀是管道中气泡聚集、运动、分裂、消灭的全过程。局部压力下降到临界压力时，管道中的液体中便会产生气泡。当这些气泡进入较高压力区域并突然破裂时，会释放出强烈的冲击波，给管道或者设备带来显著的损害，使叶轮表面呈蜂窝状，对泵叶轮、液位计探头等部件造成严重腐蚀和损伤，使其机械损坏、性能下降。
如果这些气泡在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就像无数小弹头一样，连续击打在金属表面，使金属表面产生裂纹，甚至局部产生剥落现象。
二
气蚀有哪些危害？
气蚀的危害主要包括：液体中气泡的破裂对设备或者管壁产生的冲击波，导致的管道部件腐蚀、还可能通过一系列复杂的物理、化学作用，造成整体系统的失效或严重的设备损坏。而在气蚀过程中，管道压力与温度剧变，也会对仪表（如液位计、流量计、压力表等）造成重大影响。因为它们的测量精度和准确性直接依赖于液体的压力和流量等参数的稳定性。
1、管道部件腐蚀
主要有两个原因：
● 由于管道气泡破灭产生剧烈冲击，致使管壁金属表面出现机械剥蚀，进一步导致泵体裂纹、疲劳损伤；
● 由于气泡汽化时会放出大量热量，局部区域温度升高，并有温差电池作用产生水解，产生的氧气使金属氧化，发生化学腐蚀。
2、仪表损坏与测量误差
气蚀对泵的正常运行影响非常直接。
但对泵系统中的仪表（如液位计、压力表、流量计等）的影响也是不容忽视的。短时大量气泡的聚集和破裂会导致管道压力瞬增，温度骤升。对泵系统内其他仪表的正常运行产生严重干扰，尤其是基于压力变化的仪表，如压力表、流量计、液位计等，传感器检测到波动大的压力或者温度会产生错误的读数，甚至导致仪表损坏，影响整个系统的安全运行。
三
如何应对气蚀？
1. 有效的气蚀余量（NPSHa）
是指由泵安装条件所确定的汽蚀余量，对气蚀预防极其关键。
NPSHa越大，泵越不会气蚀。同时泵的NPSHr（必需气蚀余量）必须小于泵的NPSHa有效的气蚀余量。有效的汽蚀余量与装置参数及液体性质有关。在设计输送系统时，优化管道布局，保证足够的吸入压力，降低发生气蚀的风险。
2. 实时监测数据
泵的压力、流量、振动等参数，关注数据的短时大波动，尽早调整泵的运行参数或进行设备的检修，避免设备损坏。
3. 优化管道设计
好的管道设计能抑制气蚀产生。合理的管道设计也能够增加泵前贮液罐中液面的压力，提高有效气蚀余量。而且泵的转速和流量应根据实际需求来设定，避免过高的运行速度和流量，减少引发气蚀的可能性。
4. 定期巡检和排查
即使在设计和安装阶段充分考虑了气蚀问题，但在系统长期运行过程中，泵系统仪表仍然难免被气蚀影响。因此，定期检查泵和仪表的运行状态和设备的磨损情况非常重要。通过对泵体、叶轮、探头、传感器等关键部件的定期排查，尽早发现设备损伤，并采取处理措施，提前预防风险。
四
气蚀对仪表的影响
●流量计
通常用于监测液体流量，气蚀则会直接影响流量计的测量精度。
气蚀发生时，气泡的存在会导致液体流动的紊乱，从而使流量计的流量测量出现波动或误差。在气泡不断变化的过程中，液体的密度和流动特性发生变化，特别是在气泡含量较高的情况下，流量计无法准确地测量实际流量。流量计测得的流量值可能因为气泡的影响产生明显的波动，进而导致流量数据的波动性较大。
当气泡破裂时，流量计可能检测到的流量突增或突减，严重时甚至出现流量计无法稳定工作，导致流量控制系统的失效，影响整个输送系统的运行稳定性。
●液位计
用于测量容器内液体的液位高度，通常于静压状态下测量。气蚀产生时，管道中的气泡和局部瞬压变化对液位计的测量产生严重干扰。而不准确的液位数据会使得控制系统误判液体的实际状况，进而影响泵的正常工作，甚至加剧气蚀现象。
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●压力表
一般用于测量管道或储罐中的压力情况。在气蚀发生时，由于液体蒸发并产生气泡，压力急剧下降，压力表所测得的数值无法反映真实压力状态，甚至仪表读数的失真，从而影响系统的压力控制和泵的调节工作。特别是在压力快速变化的情况下，压力表的响应速度也跟不上压力变化，进一步加剧气蚀现象的恶化。
五
结语
气蚀，作为流体力学中的一个常见现象，它的无差别破坏会让输送系统有很大的安全风险。通过合理的气蚀余量设计、优化的管道布局、以及定期的系统检查和监控，尽可能降低气蚀带来的整体风险，确保系统的稳定运行。
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封面丨小黄
文字丨黄工、袁工、周工
图片丨阿刀
审核丨小田
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