水泵出现疲劳现象的原因是什么？如何采取措施防止疲劳？

水泵疲劳

疲劳主要分为以下一种或多种：循环载荷、材料疲劳或环境辅助疲劳。泵基本上是有液体的机器，有固体或无固体，在其部件上产生循环载荷。尽管离心泵主要是稳态旋转设备，但也会遇到脉动或波动的外加应力。

这些循环应力的来源可能是叶轮出口叶片和扩散器叶片之间的流体相互作用，或者，在蜗壳泵的情况下，叶轮叶片和分水角处的壳体之间的流体相互作用。机械感应力由作用在泵轴上的弯矩或转子组件中的部件不平衡引起。

当对泵中发现的零件施加循环力时，部件表面可能会在一段时间内出现裂纹。

即使载荷产生的应力远小于材料的抗拉强度，构件也可能发生断裂。在将裂纹引入部件后，裂纹可能随着每次循环载荷而扩展，直到部件最终断裂。

当腐蚀损伤改变表面结构并由于缺口敏感性显著增加作用在泵部件上的局部应力时，就会发生腐蚀辅助疲劳。发生这种情况时，部件可能出现疲劳开裂。在某些情况下，裂纹扩展会受到氧化的影响，从而掩盖疲劳机制的特征。

沿裂纹表面形成的腐蚀氧化物可产生楔入效应，该效应在机械上可增加作用于裂纹尖端的局部张力，从而增加裂纹扩展速率。微动或磨损也会产生疲劳开裂的部位。此外，材料表面的锐利半径和缺陷，如气孔和机械加工不良，可作为敏感材料的应力集中。

从裂纹萌生（有时与预先存在的缺陷相关联）、裂纹扩展和最终失效的三个阶段可以看出疲劳。施加的应力水平、几何形状、缺陷尺寸和机械性能决定了这些疲劳阶段的存在和程度。如果没有掩盖特征外观的二次损伤，则可以在断裂面上观察到这三个阶段的疲劳裂纹。疲劳产生的条纹通常被称为“蛤壳标记”、“裂纹止裂线”或“海滩痕迹”，反映了裂纹扩展的不同时期。“棘轮线”是不同平面上两个不同裂纹前缘的连接，在源自多个来源的裂纹中观察到。

这些类型的疲劳断裂通常与旋转部件有关。一旦确定了疲劳裂纹的原因，就可以采取纠正措施来解决问题。这些纠正措施可能包括：使用抗疲劳材料、修改泵的设计、处理受影响的表面或使用更高抗腐蚀性的材料。