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上海蓝海泵业制造有限公司在 2026 年 10 月的现场服务记录中，过流部件结垢在离心泵性能下降类报修中占有相当比例，集中在循环冷却水、换热站、化工流程与高盐废水系统。GB 19762—2025《离心泵能效限定值及能效等级》已于 2026 年 3 月 1 日实施，效率被纳入强制考核，结垢带来的效率损失更需被量化和治理。本文给出结垢的五类形态、判别方法、清洗做法与恢复验证清单。
碳酸钙垢是循环冷却水与换热系统中常见的垢种，成因方向是水中钙离子与碳酸氢根在受热或减压条件下分解，生成难溶的碳酸钙并沉积在金属表面，反应可简化写作 Ca(HCO3)2 分解为 CaCO3、CO2 与 H2O。受热面温度上升、循环水浓缩倍数提高、pH 偏高，都会推动平衡向析出方向移动。外观多为白色、灰白色或微黄的致密层，质地较脆，断面可见层状结构。
现场粗判碳酸钙垢的常用做法是在垢样上滴加稀盐酸，若迅速产生气泡并伴随垢层溶解，可初步判定为碳酸盐类垢；若几乎无反应，则指向硫酸钙垢、硅酸盐类或氧化铁沉积。该试验只需极少量垢样，应在通风处进行，避免近距离用口鼻观察。需要说明的是，这只是现场定性手段，垢的准确定性与含量测定仍需送实验室做成分分析。
硫酸钙垢常出现在浓缩倍数偏高的循环水、烟气脱硫、海水淡化与部分化工流程侧，成因方向是钙离子与硫酸根结合生成硫酸钙沉积。其溶解度特性与碳酸钙不同，垢层致密坚硬、与基体结合牢固，用常规酸洗难以溶解，往往需要在实验室做溶解性试验后选用螯合剂类药剂，或先用碱煮转化再酸洗，或改用机械与高压水射流清理。判别特征是垢层质地坚硬，颜色多为灰白至浅黄，酸滴试验反应微弱。
氧化铁沉积的来源是系统自身的腐蚀产物与上游管路带入的锈蚀颗粒，主要成分为三氧化二铁、四氧化三铁与氢氧化铁等。成因方向包括溶解氧腐蚀、低 pH 腐蚀、微生物腐蚀与停运期间的锈蚀。外观多为红褐色、黑褐色或砖红色，质地由疏松到中等致密不等，可用磁铁靠近观察是否被吸引，作为含铁氧化物的辅助判据。若系统中同时存在铜合金部件，还可能混入黑色或绿色的铜氧化物。
生物黏泥由细菌、藻类与真菌等微生物及其分泌的胞外聚合物，与悬浮泥沙、腐蚀产物黏结而成，常见于冷却塔水系统、地表水取水与长期未做杀菌处理的闭式系统。成因方向包括水温处于微生物适宜区间、光照充足、营养物质丰富、杀菌剂投加不足或药剂配伍不当。外观为灰绿、黄褐或黑色的滑腻层，手感黏滑，有异味，干燥后呈片状。生物黏泥的危害不只是堵塞，还包括黏泥下局部缺氧引发的垢下腐蚀。
盐析结晶的成因方向是介质在浓缩、蒸发、降温或组分变化时，某种盐类的浓度超过该温度下的溶解度而析出晶体，常见于蒸发结晶、高盐废水、碱液输送与部分化工流程侧。判别特征是结晶体有规则外形、质地脆硬，取样后用水或稀酸做溶解性试验可较快判断。与前面几类的差别在于，盐析结晶往往与工艺参数强相关，调整浓度与温度，或加入阻垢分散剂后，结晶速率会出现可观察的变化。
结垢层附着在叶轮流道、蜗壳与泵壳内壁，直接缩小了过流断面。在流量不变的前提下，断面缩小意味着局部流速上升，沿程阻力与局部阻力随之抬高；即便流量下降，流道形状的不规则化也会使流动分离与二次流损失增加。垢层表面通常比金属本体粗糙得多，摩擦阻力系数上升，等效于管路特性曲线整体上移，泵的运行工况点被迫向小流量方向移动。
叶轮是结垢影响最为敏感的部件。垢层在叶片工作面与非工作面的沉积厚度往往不均，会改变叶片的型线曲率，等效于叶片出口安放角发生偏移，使叶轮对介质的做功能力下降。按欧拉方程，泵的扬程与叶轮进出口的速度矩差相关，出口角偏移与流道堵塞共同作用的结果是扬程下降。叶片进口边结垢还会缩小有效进口面积，使进口流速上升，泵必需的汽蚀余量随之恶化。
叶轮口环部位的结垢有两种相反的作用：一种是间隙被垢层占据导致间隙减小，严重时造成口环与叶轮摩擦甚至卡涩；另一种是垢层在冲刷下局部脱落，形成偏磨与间隙不均。后者会使高压侧介质向低压侧的回流增加，也就是容积损失增加，表现为流量与扬程同时下降。因此解体检查时应测量口环间隙的周向分布，而不只是测量单一方向的数据，否则容易漏掉偏心型损伤。
结垢后最容易被观察到的是流量下降与扬程下降，效率同步下降。轴功率的变化方向则取决于泵型与工况点的移动方向：对多数离心泵，流量下降时轴功率趋于下降，但因圆盘摩擦损失、回流损失与流道内耗散增加，电流未必按同比例下降，某些工况下甚至出现电流不降反升。因此不能只看电流判断结垢，必须把电流与流量、扬程放在同一张表里做对照，才能得出可靠结论。
判别的起点是建立可比对的基准。做法是在同一阀门开度、同一介质温度与同一套表计条件下，记录流量、出口压力与电流三项数据，与投产验收或上次大修后的记录比对。结垢的典型组合是流量下降、单位流量的电耗上升；若电流随流量同步下降而单位电耗上升，则指向流道阻力增加而非电气问题。若电流明显下降但流量几乎不变，则更可能是表计或阀门的问题。
出口压力的变化方向是区分结垢位置的有效判据。当结垢发生在泵出口管路或换热器侧时，管路阻力上升使工况点左移，泵扬程曲线上的工作点扬程升高，表现为泵出口压力表读数上升而流量下降。当结垢发生在泵内过流部件时，泵自身的扬程曲线整体下移，表现为出口压力与流量同时下降。现场核对时须记录压力表的安装位置与标高，并把阀门开度作为比对条件固定下来。
垢层的导热系数远低于金属，垢下金属壁温会升高，同时泵壳向环境的散热受阻，泵壳表面温度分布出现异常。另一方面，效率下降意味着更多输入功率转化为热，介质通过泵后的温升会变大。现场可用红外测温仪在同一负荷点测量泵壳、轴承座与出口管的表面温度，与历史数据比对。需要注意的是，轴承或机械密封故障同样会引起局部温升，温度异常只能作为辅助判据。
把实测数据整理成扬程流量曲线，并与设计或验收曲线叠加，是量化结垢损失较为可靠的方法。做法是在若干组不同阀门开度下测得流量与扬程，绘制曲线后与初始曲线比对，观察曲线是整体下移还是形态改变。容积损失增加型的问题，如口环间隙变大，多表现为小流量区下降明显；流道堵塞型的问题则表现为曲线整体下移且高效区收窄。这一方法的价值在于给出可复现的量化结论，便于评估清洗的必要性。
解体检查给出的是直接证据。检查要点包括垢层的分布位置，即叶轮进口、叶片工作面、蜗壳隔舌、口环与泵壳底部；垢层的厚度、颜色、硬度与基体结合强度；金属本体在垢下的状态，有无点蚀或溃疡状腐蚀；口环间隙与叶轮外径的实测值。垢样应分层取样并标注部位，配合实验室的成分分析，才能为药剂选择提供依据。解体时同步记录垢层厚度，可为后续确定清洗周期提供参考。
叶轮磨损与结垢的机理相反：磨损是金属本体的体积损失，结垢是表面附着层的增加。磨损常见于含固体颗粒介质、浆液输送与长期在偏小流量工况运行的泵，解体可见叶片变薄、出口边被磨短、金属表面被磨亮并带有方向性冲刷沟槽，通常没有附着层。结垢则在金属表面形成可剥离或需药剂溶解的覆盖层。判别时可用硬质工具轻刮表面，能刮出粉末或片状物的多为垢层。
口环间隙变大是典型的容积损失型故障，表现为流量与扬程下降，电流变化幅度有限，关小出口阀时压力上升能力明显变差。解体可见口环间隙实测值超出制造厂给定的范围，密封面有冲刷痕迹而无明显附着物。与结垢的区分要点在于：结垢若造成口环卡涩，间隙反而偏小，且常伴垢层；口环磨损则间隙偏大且金属表面光亮。两种情况也可能同时存在，需分别测量后记录。
汽蚀的机理是局部压力低于介质饱和蒸汽压，液体汽化形成气泡并在高压区溃灭，冲击叶轮表面。其典型表现是泵内传出噼啪声，类似砂石通过管道，伴随机组振动与扬程下降；解体可见叶轮进口背面或叶片进口边出现蜂窝状麻点与海绵状损伤。结垢本身不产生这种噪声，但叶片进口边结垢会抬高进口流速，使汽蚀余量恶化，从而诱发汽蚀。因此两者常互为因果，需同时排查。
进口滤网或底阀堵塞的表现是进口侧真空度持续升高并稳定上升，流量缓慢下降，出口压力同步下降，且这种变化与运行时长相关而与系统水质无关。清理滤网后参数通常立即恢复。泵内结垢的变化则缓慢得多，且与水质控制水平、浓缩倍数与加药状况强相关。判别时可用进口真空表与出口压力表同时取值，若进口真空度无明显变化而出口压力下降，则更指向泵内过流部件的问题。
药剂选择应依据垢样成分与过流部件的材质共同确定，而不是凭经验套用同一种酸。碳酸盐类垢通常用酸洗路线；硫酸钙垢常规酸难溶，需做溶解性试验后选用螯合剂类药剂，或采用碱煮转化再酸洗的路线；氧化铁沉积常用酸洗配合还原剂或络合剂；生物黏泥应先用杀菌剥离剂与表面活性剂处理，再进行酸洗；盐析结晶多数可先尝试水溶或稀酸溶，同样以溶解性试验结果为依据。
循环清洗通过建立临时回路，使药剂在泵与系统内循环流动，优势是药剂浓度与温度相对均匀，且能带走溶解产物与脱落的垢片。回路中应设置排气点、排液点、取样点与过滤装置，防止脱落垢片在窄流道处堆积。浸泡适用于解体后的小部件，或无法建立循环的部位，做法是把部件浸入配制好的药液中，按溶解性试验确定的时间控制浸泡时长，中途翻动并观察垢层溶解情况。
机械清理包括钢丝刷、铜丝刷、刮刀、砂布、尼龙刷与电动工具等。要点是不损伤叶片型线与表面粗糙度，不改变叶片出口角，不损伤口环密封面与机械密封的贴合面。处理不锈钢部件时应使用不锈钢丝刷或非金属工具，避免碳钢工具留下的铁离子污染导致后期锈点。清理后应把所有残渣与磨料清除干净，避免残留在流道内形成新的局部冲刷源或堵塞点。
高压水射流适用于质地坚硬、与基体结合牢固的垢层，以及大尺寸泵壳与管路的清理。作业压力等级应依据垢层硬度与基材硬度确定，并在不显眼处先做试喷，确认不损伤基材后再全面作业。对铸铁、铜合金与已加工密封面应格外谨慎，避免射流打伤表面或改变尺寸。作业属于高风险作业，人员须穿戴专用防护服与防护面罩，禁止枪口对人，并设置隔离区与警示标识。
材质相容性是化学清洗的安全底线。不锈钢部件长时间接触含氯离子的酸液存在点蚀与应力腐蚀开裂风险，宜改用不含氯离子的酸并配合缓蚀剂；铜与铜合金忌氨及氨性溶液；铝及铝合金忌强碱；碳钢酸洗必须投加缓蚀剂并控制温度与时间；钛材忌含氟离子的酸液。机械密封、O 形圈与垫片等非金属件不耐酸或溶剂，清洗前应拆除或有效隔离，清洗后按寿命评估决定是否更换。
清洗前必须完成能量隔离：切断电机电源并在开关处挂牌上锁，关闭进出口阀门并加装盲板或拆除一段管路形成可见断开点，确认泵腔已泄压、已排空。对有自启动可能的机组，应同时锁定控制回路与上位系统的启动信号。隔离完成后由操作人与监护人共同确认，并在作业票上签字。若泵输送的是有毒、有害或高温介质，还须完成介质置换与气体检测合格后方可作业。
介质置换的目的是把泵腔内的工艺介质替换为与清洗工艺相容的介质，通常先用清水冲洗，必要时用惰性气体吹扫，并在作业前检测可燃气体、有毒气体与氧含量。清洗回路应使用与药剂相容的管材与密封件，临时管路的承压与耐温能力须经过核算，接口处设置防溅护罩。回路投用前应先用水做循环试验，确认无泄漏、无憋压、排气顺畅，再切换为药剂循环。
药剂作业前应查阅所用化学品的安全技术说明书，明确其腐蚀性、挥发性、放热特性与禁忌配伍，并据此配备耐酸手套、护目镜、防护面罩与防护服。配制酸液时应把酸缓慢加入水中并持续搅拌，不得把水倒入酸中。作业区域应通风良好，配备应急冲洗水源与中和剂，禁止在受限空间内大量配制酸液。酸洗过程中应定期取样分析药剂浓度与金属离子浓度，用以判断清洗终点并防止过洗。
清洗废液不得直接排入下水道或自然水体。通用做法是把废液收集至中和设施，用碱类中和剂调节至当地排放许可要求的 pH 区间，检测合格后再按排污许可要求排放或交由有资质的单位处置。含重金属、含油或含杀菌剂成分的废液应单独收集并单独申报，不得与常规酸性废液混合。中和过程会放热并可能产生气体，应在通风处缓慢投加中和剂，并做好加药记录与检测记录留存。
清洗后应在与清洗前相同的阀门开度、介质温度与表计条件下重测流量、出口压力与电流，并绘制扬程流量曲线与初始曲线叠加，量化恢复幅度。同时复核振动烈度、噪声、轴承温度与机械密封泄漏情况。所有数据应记入设备台账，注明测量日期、表计编号与环境条件，形成新的基准。缺少基准记录的机组，本次清洗后的数据即为后续判别的起点，价值很大，务必留档。
预防的源头在水质。循环水系统应控制浓缩倍数、补充水的硬度与碱度、pH、氯离子浓度与浊度，并定期做水质检测，用数据而非经验判断水质状态。加药方面，阻垢剂与分散剂用于抑制晶体生长与颗粒沉积，缓蚀剂用于抑制腐蚀产物生成，杀菌剂用于控制微生物，具体药剂种类、投加量与投加频次应由专业水处理单位依据水质数据与系统材质确定，并在运行中进行效果跟踪与调整。
流速过低时悬浮物易沉积，流速过高又会加剧冲刷腐蚀，因此应把运行流速控制在制造厂给出的合理区间内，避免长期在低流速工况运行。温度方面，换热面壁温与介质温度是碳酸钙垢析出的关键推动因素，通过调整换热温差、控制介质温度上限、避免局部过热，可显著降低结垢速率。对盐析类结垢，则应从工艺侧控制浓度与温度，避免介质在操作过程中进入过饱和区。
巡检周期应结合水质检测数据与运行小时数确定，常见做法是先设置一段较短的观察周期，根据垢层增长速率再逐步调整。巡检内容包括记录同等工况下的流量、压力与电流，取垢样观察厚度变化，检查换热器端差与滤网压差。若两次清洗之间垢层厚度增长明显加快，应回溯水质数据与加药记录，找出波动原因。对关键机组，可在系统内设置监测换热器或挂片，用实测数据支撑周期调整。
误区之一是一发现性能下降就安排解体清洗，而没有先排除仪表失准、阀门实际开度变化、进口滤网堵塞、转向错误与电机侧问题。这些外部因素的出现频率往往高于泵内结垢，排查成本也低得多，应在解体前逐项确认。
误区之二是认为酸洗越彻底越好，因而延长浸泡时间或提高药剂浓度。过洗会损伤母材，对不锈钢还可能引发点蚀，且酸洗后若中和与钝化不彻底，表面反而更容易二次锈蚀。清洗终点应由药剂浓度与金属离子浓度的分析结果判定，而不是由浸泡时长判定。
误区之三是只清洗泵体而忽略管路、换热器与水池。泵内垢层往往只是系统结垢的一部分，若垢源未除，清洗后很短时间内性能就会回落到清洗前的水平，且反复拆装本身也会带来新的损伤与密封件消耗。
误区之四是清洗后不做恢复验证也不更新基准记录。缺少清洗前后的可比数据，就无法判断清洗是否有效，也无法为下次清洗周期提供依据，最终导致清洗工作变成凭感觉执行的例行公事。
这种情况更指向泵出口管路或换热器侧结垢。依据是管路阻力上升使工况点沿泵扬程曲线向小流量方向移动，工作点扬程升高，因此泵出口压力表读数上升而流量下降；泵内过流部件结垢则使扬程曲线整体下移，表现为出口压力与流量同时下降。核对时应固定阀门开度，并注意压力表安装位置与标高对读数的影响。
一般不建议长时间用含氯离子的盐酸处理不锈钢部件。依据是氯离子会破坏不锈钢表面的钝化膜，引发点蚀，在存在拉应力与温度条件时还可能诱发应力腐蚀开裂。奥氏体不锈钢部件宜选用不含氯离子的酸并配合缓蚀剂，清洗后彻底中和、钝化并冲洗干净；若垢样为硫酸钙等难溶垢，应先做溶解性试验再确定药剂路线。
判断依据是药剂浓度与金属离子浓度的变化趋势，而不是浸泡时长。做法是在清洗过程中定期取样分析，当药剂浓度趋于稳定且金属离子浓度不再明显上升时，说明溶解反应已接近完成，可转入中和与冲洗工序。现场还可配合挂片称量与垢层外观检查作为辅助判断。盲目延长浸泡时间会造成过洗并损伤母材。
应优先排查结垢之外的不可逆损伤。依据是若垢层已清除而扬程与效率仍未恢复，说明过流部件可能已发生磨损、口环间隙变大、叶片型线改变或叶轮口环卡涩后的偏磨。做法是复测叶轮外径与口环间隙的周向分布、检查叶片出口角与表面状态，并与设计值比对；确认损伤部件后按制造厂给定的配合要求更换或修复。
清洗周期应由垢层增长速率与水质数据共同确定，不宜直接套用固定数值。做法是先设置一个较短的观察周期，记录同等工况下的流量、压力与电流，配合垢样厚度与水质检测数据，观察结垢速率后再逐步调整。对关键机组可设置监测换热器或挂片，用实测数据支撑周期决策；若两次清洗之间垢层增速明显加快，应回溯水质波动与加药记录。
