電蝕

外圈與內(nèi)圈間的電位表。

發(fā)生原理

當(dāng)一個(gè)制件開始腐蝕的速度比你預(yù)料的還要快、不能與你的工作很好配合時(shí)，你可能會(huì)思考這個(gè)問題。電蝕發(fā)生的可能原因有多個(gè)。金屬的惰性需要考慮，因此排除故障的最佳起點(diǎn)便是基質(zhì)金屬。如果你長時(shí)間使用一種模具，并且經(jīng)過多次加工、再加工，這時(shí)你使用的可能不止一種金屬——很像是在生產(chǎn)一種電池。另一點(diǎn)需要考慮的是處理工具時(shí)所用的電鍍槽的純度。假如你將一個(gè)鋁質(zhì)制件置入一個(gè)電鍍槽中，而槽中漂浮著處理上個(gè)工件時(shí)遺留的一些銅碎料，其中一些碎料被電鍍?cè)谝幚淼墓ぜ?。一旦發(fā)生了這種事情，如果待處理工件的惰性不如銅的話，工件便會(huì)開始腐蝕。之所以會(huì)這樣是因?yàn)殡娊庖褐谐霈F(xiàn)了兩種不同的金屬。在這樣的環(huán)境下，銅碎料和金屬制件便會(huì)通過電鍍液發(fā)生電蝕。

制件沒做電鍍保護(hù)處理是發(fā)生電蝕的另一個(gè)原因。鋁材的惰性性能極差，因此鋁腐蝕的速度極快。將鎳基鍍層涂刷在制件上可能是防止制件電蝕的必要步驟。這也許對(duì)所有情況未必都有效，但是如果制件與另外一種惰性較好的金屬接觸，而且又暴露于水或另一種電解液中時(shí)，鍍層對(duì)于保護(hù)制件免遭電蝕被證明是很有益處的。

仔細(xì)想想下列各種條件，考慮一下電池的工作原理。通常情況下，多數(shù)電池具備下列三個(gè)條件才能獲得預(yù)期的反應(yīng)：

●一個(gè)正極電棒，當(dāng)電池放電時(shí)用來獲得來自外部電路的電荷。對(duì)于電蝕而言，這指的是兩種金屬中惰性較好的金屬。

●一個(gè)負(fù)極電棒，當(dāng)電池放電時(shí)用來向外部電路釋放電荷。這指的是惰性較差的金屬或陰極。

●一種電解液，為電荷在正極電棒與負(fù)極電棒之間游動(dòng)提供一種機(jī)理。這可以是電鍍中的水溶液、或者應(yīng)用的塑料、或者所有其他物質(zhì)。即便是空氣中的水分也能在反應(yīng)中起到催化劑的作用。

一旦這三種因素同時(shí)存在，電池就會(huì)釋放能量，這全部是電蝕作用的結(jié)果。當(dāng)這種反應(yīng)發(fā)生在電池以外時(shí)，比如發(fā)生在模具廠，電蝕所產(chǎn)生的能量出現(xiàn)在兩種不同金屬間，并將其中惰性較差的一種金屬腐蝕掉。

常被制模業(yè)忽視的一種腐蝕叫電蝕，通常被人們誤當(dāng)作電解作用。電蝕指的是兩種不同的金屬在一種腐蝕性電解液中耦合時(shí)所產(chǎn)生的損害。出現(xiàn)這種情況時(shí)，反應(yīng)中惰性（不太能抵抗這種腐蝕）差的金屬變?yōu)殛枠O（正極），它此時(shí)腐蝕的速度要比金屬平時(shí)腐蝕的速度快得多；而惰性好的金屬變成陰極（負(fù)極），它此時(shí)腐蝕的速度要比金屬平時(shí)腐蝕的速度慢得多。

鐵軌的對(duì)地絕緣不夠充分，就會(huì)造成一部分負(fù)荷電流泄露在大地，就會(huì)形成雜散電流。鐵軌附近埋有金屬體的時(shí)候，埋地金屬體的對(duì)地的絕緣一般來說并不充分，這樣一部分雜散電流就會(huì)流到導(dǎo)電性能良好的埋地金屬體，這樣就會(huì)形成干擾電流，而且會(huì)在金屬體中發(fā)生流動(dòng)，整流器的附近，接地的電位從低處流出進(jìn)入到大地之后，就會(huì)返回到整流器的負(fù)極。位于金屬體上雜散電流流入的部分稱之為陰極，往往會(huì)得到保護(hù)，雜散電流流出的部分稱之為陽極，就會(huì)受到腐蝕，成為電蝕。

電蝕如何預(yù)防

首先，要確保自己對(duì)電蝕應(yīng)有所了解。避免電蝕最常用的一個(gè)方法叫犧牲陽極法，其邏輯原理是：假定你正用鎳溶液電鍍一件鋁制品。如果那件鋁材制件有缺陷的話，比如坑，就會(huì)有一種可能性：電鍍過程中，溶液或水分子將會(huì)留在要處理的制件缺陷內(nèi)。水分子最終將成為生成電池所需的電解液。鋁材的惰性比鎳材差，所以在電鍍過程中被用于防腐和延長制件的使用壽命，但實(shí)際中卻加快了腐蝕、縮短了制件的壽命。解決方法是使用犧牲陽極法。

為了防止電蝕的發(fā)生，甚至是有缺陷的鋁材也不會(huì)發(fā)生電蝕，你應(yīng)將一種惰性比鋁和鎳都差的金屬放入電解液中，用來犧牲本該傳給鋁的電荷，承受過程中所發(fā)生的腐蝕反應(yīng)。這并非適用于所有的場(chǎng)合，但是一旦適用，實(shí)踐證明這種方法非常有益。

模具從電鍍槽里取出后所發(fā)生的電蝕是最常見的腐蝕之一。例如，將鋁制品置入一種鎳電鍍液里。該鋁件仍有一些小坑并且沒做表面重整處理。鋁和鎳這兩種顯然不同的金屬被綁在了一起。然而在鋁件坑凹處所沉淀的鎳要比鋁件其它地方沉淀的鎳少，因此坑凹處就暴露給了鎳，現(xiàn)在只差一種電解液就會(huì)發(fā)生電蝕了。

當(dāng)然了，你可以在空氣里大量自由漂浮的氧氣中找到這種電解液?？諝庵械睦淠号c兩種不同的金屬耦合就可以完成這個(gè)等式，創(chuàng)造一個(gè)電池，這樣的話腐蝕過程已經(jīng)開始了。氧氣介入到混合物中，腐蝕擴(kuò)散的程度及速度要比先前例子中的腐蝕大得多。采用下述兩種方法中的任何一種可以避免電鍍過程中的這種反應(yīng)：

嚴(yán)格檢查模具上的任何小坑和表面缺陷，在對(duì)其進(jìn)行電鍍處理之前先做相應(yīng)的表面處理；

為確保防止腐蝕，要在模具表面上涂一層至少0.0005in厚的鎳層。這個(gè)最小厚度的鎳層，無論是對(duì)完好無缺的模件還是對(duì)于可能有坑或者其他缺陷的模件來說都是很有必要的。

電蝕幾點(diǎn)建議

電蝕是模具和制模工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展道路上的攔路虎。最難之處在于當(dāng)大多數(shù)人發(fā)現(xiàn)它時(shí)，模件返工已經(jīng)不可避免了。任何有關(guān)人員都有責(zé)任了解電蝕究竟是怎么回事，并在出現(xiàn)腐蝕跡象的時(shí)候予以重視。在試圖防止電蝕時(shí)要謹(jǐn)記以下幾點(diǎn)：

●避免接觸電鍍桌上的另一種不同的金屬；

●電鍍槽中的電鍍液要過濾潔凈；

●觀察制件上是否有可能暴露原材質(zhì)的瑕疵或缺陷；

●不要等到已無法挽救時(shí)再研究腐蝕是什么。要切記安全永遠(yuǎn)比后悔好。2100433B

在水利水電工程中應(yīng)用的抗蝕材料主要有摻有硅粉的特種混凝土、金屬、鑄石和高分子材料等 。

指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差，單位用米（水柱）標(biāo)注，用（NPSH）表示，具體分為如下幾類：

NPSHa——裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕；

NPSHr——泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降，越小抗汽蝕性能越好；

NPSHc——臨界汽蝕余量，是指對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量；

[NPSH]——許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。

離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點(diǎn)上，液體壓力pK最低。此后由于葉輪對(duì)液體作功，液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時(shí)，液體就汽化。同時(shí)，使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時(shí)，外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力，則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴，瞬間內(nèi)周圍的液體以極高的速度向空穴沖來，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓)。這樣，不僅阻礙液體正常流動(dòng)，尤為嚴(yán)重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無數(shù)個(gè)小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達(dá)2000～3000Hz)，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量(局部溫度可達(dá)200～300℃)，還會(huì)形成熱電偶，產(chǎn)生電解，形成電化學(xué)腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷，造成金屬材料的機(jī)械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為氣蝕。

離心泵最易發(fā)生氣蝕的部位有

a.葉輪曲率最大的前蓋板處，靠近葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè)；

b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè)；

c.無前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè)；

d.多級(jí)泵中第一級(jí)葉輪。

提高離心泵抗氣蝕性能有下列兩種措施：

a.提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施!

(1)改進(jìn)泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過流面積；增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓；適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度，并將葉片進(jìn)口修圓，使其接近流線型，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓；提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失；將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

(2)采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功，以提高液流壓力。

(3)采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪，則進(jìn)口截面增加一倍，進(jìn)口流速可減少一倍。

(4)設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進(jìn)口面積；改善大流量下的工作條件，以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過大，否則影響效率。

(5)采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強(qiáng)。

b.提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施

(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。

(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。

(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。

(4)減小泵前管路上的流動(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少彎管和閥門，盡量加大閥門開度等。

以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場(chǎng)等條件，進(jìn)行綜合分析，適當(dāng)加以應(yīng)用。

什么叫氣蝕余量？什么叫吸程？各自計(jì)量單位及表示字母？

答：泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生液體汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝落，從而破壞葉輪等金屬，此時(shí)真空壓力叫汽化壓力，氣蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位為米液柱，用（NPSH）r表示。

吸程即為必需氣蝕余量Δ/h：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許幾何安裝高度。單位用米。吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33米）--氣蝕余量--安全量（0.5）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓上管路真空高度10.33米

如題：泵氣蝕余量為5.0米，則吸程Δh=10.33-5.0-0.5=4.67米