0前言攀枝花钢铁公司沿金沙江的14台16SA-9取水泵投产多年来，洪水期效率低下（仅为额定效率的60%），过流部件损坏奇快，特别是取水泵叶轮和密封环破坏相当严重，更换频繁。在汛期一个月、两个月，甚至几天、十几天就得更换叶轮、密封环，严重影响了生产、生活对供水量的需要。经过长期现场运行考察，分析水文地质条件，观察研究汛期运行状况和磨蚀破坏的特征，该领域有关科技研究成果，解释其原因并提出解决对策和方向，经过水泵的抗磨蚀改型设计改造，工业性试验取得了成功，其推广应用将起着长远潜在的经济效益和重要社会效1原因分析1.1泵运行及快速破坏特征攀钢沿金沙江的浮船水泵16SA-9型额定性能=2.5mH20；水面海拨高程在9891007m之间，浮船取水泵的安装高度Hsz=0.78m.*大含沙量20.1kg/m3，*小含沙量2.51kg/m3，粒径0.01mm的占1.7%12.6%，*大粒径d =1mm，中等粒径d=0.04~0.1mm.据统计8月汛期粒径d>0.1mm的约为27%.总硬度280mg/L（以CaO计）。清水期江水平稳，一到汛期江水浑浊，波浪汹涌，浮船随波浪振荡；江面气泡和杂物漂浮，江水含沙量剧增；泵房中噪声增大，在泵的吸水管路中发出喘息声音，泵的流量降为1 000m3/h，仅为清水期的61%，因而机组效率大为下降。
检修时，在该泵更换下来的泵过流通道上发现多处存在严重的破坏现象，特征如下：密封环与叶轮破坏处，沿整个圆周磨损成光滑的凹状圆孤形沟槽，密封环与泵盖、泵体配合表面破坏呈蜂窝状，深度可达10~20mm，见。
叶片曲面进口处10cm范围内工作面及靠近盖板处呈蜂窝状破坏，并达12~20cm2面积的穿透。
叶片出口处出现沟槽状和尖锐玻坏，但在泵腔部分沿流向却存在严重的沟槽破坏现象，*大深度达15mm，以靠近密封环处为甚。
吸水室的鼻端和压水室的隔舌的破坏现象也十分严重，鼻端处的破坏达1/6圆周长度。
叶轮轮毂的两流道交汇处也存在一定的蜂窝状破坏。
1.2泵快速破坏主要原因分析经过科研小组长期观察、分析研究，一致认为：在清水中发生汽蚀后，破坏表面将产生一层汽蚀保护膜，起着减缓剥蚀的作用，然而在泥沙的冲刷下，此保护膜将难于形成，甚至因汽蚀而疏松了的界面表层材料，也将不断地被泥沙冲刷掉，致使界面材料不断暴露在汽蚀的直接作用下，这是含沙水流中汽蚀破坏较之清水中汽蚀破坏，或纯泥沙磨损快得多的原因，也是破坏表面不易存在海绵状，容易出现底部光亮的鱼鳞状、沟槽等现象的原因。上述观点发表在美国《水电与坝工》上，并在云南六郎洞电站和新疆大寨电站的水轮机原型上得到验证。而形成汽蚀的主要原因如下：波浪的影响，金沙江水流湍急，汛期波涛汹涌，周期性拍击浮船，造成泵入口的压力脉动，经过简易的测压装置显示：波涛周期性拍击浮船的*大压力脉动达0.5mH20，故压力脉动促成了初生汽蚀的形成。
江水流速w的影响，流速的增加将降低取水泵吸入性能。
气泡和泥沙的含量大大增加，恶化了水质条件，使泵更容易发生汽蚀。
水流湍急后产生的漩涡和泵不符合流线型的转折处形成的漩涡对汽蚀的生成有严重的影响。
运行工作特性曲线及管路特性曲线见，由于汛期水位上涨，管路特性曲线Hi由于高差AZ降低而下移，使得工作点Qa向流量增大、扬程减小的方向移动到实际上流量远未达到Q'时就已经发生了严重汽蚀，实际汛期工作特性如虚线所示。取水泵的安装高度Hsz=0.78m，其允许吸上真空度=2.5m，此值是在标准大气压下抽送常温20X：清水的数值。而现今使用地点条件与标准状况不同，应作换算，分别为Hh；根据长江水*高水温24.6t：，查表汽化压力水头Pv/r二0.32m，高程为989~1007m处的大气压力P/y二92mH20，修正：上的滤网、90°弯头、阀门，汛期水泵运行扬程H减小，Q升高，水头损失明显增大，经计算/iw=0.42m，K=0.28m（安全余量，一般为0.280.5m，含沙量对汽蚀余量的影响值（超前汽蚀），按理取大值）。
而泵的安装高度对比= -0.17m，经汽蚀校核可见，在汛期，温度也高，该泵在非额定工况下大流量、较低扬程下运行，汽蚀必然产生。
2综合改造措施经技术经济比较，以改善汽蚀为主导思想对泵过流部件进行改型设计，以汽蚀性能*好的角度出发，采用*优的叶片进口液流角、*优叶轮进口直径、*小汽蚀余量；结构上增加叶片数，选用合理的轮毂比，加大叶栅密度，加大叶轮前盖板的曲率，延长叶片进口、削薄叶片进口边；采用抗汽蚀材料等方法。
2.1水泵水力设计及结构改型法该法是根据含沙水流动的规律设计泵的水力模型，使过流部件减轻或避免汽蚀现象，是一种*为积极、科学、治本的方法。洪水期效率低下，流量仅为额定效率的61%的严重汽蚀只有采用此法才能真正解决。以汽蚀性能*好，即使其A/v =Apg/Zg+A2W〗/2g*小，减小叶片进口流速列和相对速度Wl.对原设计方案水力性能检查计算时发现，过流断面面积Fm，沿叶片相对速度w，速度矩变化曲线如中的实线，主要目的是提高效率；然而考虑汽蚀性能*好，通过改型使其Fm=/（L）呈高抗汽蚀的上凸形状，变化更加平缓，见虚线。在原设计基础上改型水力及结构设计时，有关*优算法具体采用的措施为：=6增到Z'二7；Fm、W、KVu变化对比示意增大叶片入口边宽度二50mm到6丨=60mm和进口冲角从=12°到= 18°，叶片进口和出口安装角增大，加大了叶片的扭曲度；增大前盖板过渡曲线的曲率半径；向吸入侧延长叶片进口、削薄叶片进口边。
2.2栗材质的选择原有的16A-9取水泵的栗体、泵盖、叶轮、密封环等过流部件皆为铸铁，并且流道表面质量也比较差（是引起汽蚀的原因之一）。众所周知，铸铁的强度、刚度较低，抗磨损性能较差。根据成功经验，泵体、栗盖选择ZG230 -450，其抗磨性能大大提高，而叶轮和密封环在泵中是*关键的部件，对泵的效率影响*大，该两部件实际也是汽蚀*为严重的，将其材质改为：0Crl3Nil6Mo.既提高了抗汽蚀性能也解决了泥沙冲刷磨损的问题。密封环采用清水冲洗防止磨蚀，泵腔增大尺寸以减轻汽蚀。
3结论为了验证泵抗磨蚀破坏综合改造效果，在焦化1浮船上装上新泵（7）、旧泵（8）作对比试验，这两台泵的装置、管路特性完全相同，自1996年10月运行以来，到1997年，7泵运行6 618工作时，8泵运行1881工作时，7泵两次小修，只处理松动的轴套，过流部件磨蚀非常轻微，仅在泵体和泵盖上出现少量的锈斑，叶轮和密封环未出现磨蚀，直到2001年才进行了中修。8泵从1997年5月到年底叶轮已经更换了二次，泵体、栗盖已磨蚀了深达1on的槽，多处如隔舌、鼻端、泵体已多次焊补，1999年讯期后便进行了大修。从效率方面来看，不论是洪泵改造前后性能对比水期还是清水期，新型泵效率远高于旧泵，在洪水期效率提高近8%，其性能对比见（参数名称加一撇的表示改型后特性）。从以上工业试验可以看出，此科研项目，基本解决了取水泵汛期汽蚀严重的问题，提高了泵的效率，泵的检修次数、备件消耗大大降低。为汛期安全保产提供了可靠的保证。对提高泵抗泥沙磨蚀性能的研究，国内外的专家都在不懈的努力。该新型泵顺利投产、运行良好、通过验收，并克服了快速破坏的难题，推动理论和实践的前进，也为今后研制工作指明了方向。长江上游及金沙江其他取水泵汛期同样出现大量类似状况。所以，此磨蚀理论及实践作为解决金沙江及长江上游含沙水取水泵快速破坏的典范，是对汽蚀理论的继承和发展；其推广应用将取得实际经济和社会效