诊断空化

1. 定义：什么是空化？

气蚀 是泵和其他液压系统中发生的一种破坏性现象。它是指液体中蒸汽泡的快速形成和剧烈破裂（内爆）。当液体的静压低于其蒸汽压时，就会发生这种情况。

虽然空化通常被描述为“嘶嘶声”或“弹珠嘎嘎声”，但它是 振动 并可能对泵叶轮和泵壳造成严重的侵蚀性损坏。这是液压问题的征兆，而非机械问题，但通过振动分析很容易检测到。

2. 两种类型的空化

a) 吸入空化

这是最常见的气蚀形式。当泵“缺油”时，即泵的可用净正吸入扬程 (NPSHa) 小于泵所需的净正吸入扬程 (NPSHr) 时，就会发生气蚀。

• 机制： 叶轮眼处的低压导致液体沸腾，形成气泡。当这些气泡被带入叶轮叶片的高压区域时，它们会剧烈破裂。
• 原因： 吸入过滤器堵塞、吸入阀部分关闭、吸入管线太长或直径太小，或者泵需要从太高的高度提升流体。

b) 放电空化

这种情况不太常见，当泵的排放压力极高时，流体无法从泵中流出。

• 机制： 流体被困在叶轮叶片之间，并以高速循环，形成低压真空区，气泡在此形成。这些气泡在离开低压区域时会内爆。
• 原因： 排放阀堵塞或关闭，或逆着“死头”（排放管线完全堵塞）抽水。

3. 空化现象的振动特征

成千上万个微小气泡的剧烈内爆不会产生单一、整齐的频率。相反，它会产生一种非常独特的振动特征：

• 高频宽带噪声： 空化的主要指标是“本底噪声”的显著增加 FFT 频谱，尤其是在高频（通常高于 2,000 Hz）下。它表现为随机宽带能量的“驼峰”，而不是明显的峰值。
• 随机且不稳定： 振动是随机的、非周期性的，因此不会产生尖锐的峰值。整体振幅可能会有显著的波动。
• 叶片通过频率的潜在谐波： 在某些情况下，空化产生的随机能量可以激发叶片通过频率（BPF = 叶片数量 × 运行速度) 及其谐波，但主要特征仍然是宽带本底噪声。

如果气蚀严重，可能会造成二次损坏，例如叶轮的侵蚀，从而导致真正的机械 不平衡，它将显示为较高的 1X 峰值。

4. 确认

由于振动特征属于随机噪声之一，有时会与其他湍流源或与流动相关的问题混淆。可以通过以下方式确认：

• 听力： 空化通常会产生清晰的声音，就像砾石或弹珠在泵内滚动一样。
• 流程变更： 如果怀疑吸入气蚀，小心缓慢地打开吸入阀（如果部分关闭）或清洁吸入滤网，应立即降低或消除高频振动噪音。这是一种非常有效的诊断测试。

迅速解决空化问题至关重要，因为内爆就像一个微喷射锤，会削去并侵蚀叶轮叶片和泵蜗壳，导致其过早失效。

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