如何检测立式液下长轴泵是否发生气蚀？

立式液下长轴泵一旦发生气蚀，会显著影响运行效率并加速立式液下长轴泵部件损坏。‌最可靠的检测方法是结合振动、噪声、压力波动等多参数在线监测，并辅以性能曲线分析和目视检查，其中振动与声发射信号的突变是最灵敏的早期预警指标‌。以下是系统化的立式液下长轴泵检测手段与判断依据：

一、运行状态异常：初步判断气蚀发生

当泵出现以下现象时，应高度怀疑气蚀：

· ‌异常噪音‌：泵体内发出“噼啪”或“爆豆”般的高频爆裂声，频率可达600–25000Hz；

· ‌剧烈振动‌：机组振动幅度明显增大，手感明显抖动，可能伴随共振；

· ‌性能下降‌：流量、扬程、效率曲线出现断裂或骤降，轴功率波动异常。

✅ 这些现象多出现在低流量运行、高安装高度或高温介质工况下，需结合具体参数进一步验证。

二、在线监测：量化气蚀状态的关键手段

1. ‌振动信号分析‌

· 气蚀发生时，空泡溃灭产生的高频冲击会导致振动信号突变。

· 通过安装三轴振动传感器，监测振动速度是否超过4.5 mm/s，并分析频谱特征，识别600–25000Hz范围内的高频成分。

2. ‌噪声与声发射检测‌

· 使用声发射传感器捕捉气蚀过程中产生的高频声波，识别信号起始阈值的变化。

· 声发射能量随气蚀发展而增强，可用于评估损伤程度。

3. ‌压力脉动监测‌

· 在泵进出口安装压力传感器，检测压力波动频率和幅值。

· 气蚀会引起压力脉冲频率集中在1000–10000Hz区间，且波动幅度显著增加。

4. ‌性能曲线测试‌

· 在不同净正吸头（NPSH）条件下，测试并绘制扬程-流量、效率-流量曲线。

· 当曲线出现明显断裂点或下降趋势时，可判定为气蚀临界点。

三、实验室与现场辅助检测方法

1. ‌流场可视化与PIV测量‌

· 采用粒子图像测速（PIV）或激光多普勒测速（LDV）观测叶轮进口处空泡区域的流场结构，直接识别气泡生成与发展过程。

2. ‌热力学效应检测‌

· 监测气蚀发生前后泵内流体温度的微小变化，评估因空泡溃灭产生的局部温升，间接反映气蚀强度。

3. ‌长期运行损伤评估‌

· 定期拆检叶轮、导叶等过流部件，检查表面是否出现蜂窝状、海绵状剥蚀坑或沟槽状磨损。

· 测量尺寸精度变化、表面粗糙度演变及疲劳微裂纹扩展情况，评估累积损伤程度。

四、关键参数验证与系统诊断

· ‌核算NPSH余量‌：确保实际有效汽蚀余量（NPSHa）大于泵所需汽蚀余量（NPSHr）0.5m以上，否则极易发生气蚀。

· ‌验证在线监测系统‌：建立振动、噪声、压力等信号特征与气蚀状态的对应关系数据库，提升诊断准确性。