汽蝕破壞機理是個十分復雜的問題, 多年來國內外學者進行了大量理論探索和試驗研究, 可以歸納為機械作用、化學腐蝕作用、電化學作用和熱力學作用等。其中, 較為公認的是機械作用是造成汽蝕破壞的主要原因。

      機械作用理論機械作用理論研究者認為過流壁面產生汽蝕破壞是由于汽泡潰滅時產生微射流和沖擊波的強大沖擊作用所致。通過計算和實測得出, 游移型汽泡潰滅時, 近壁處微射流速度可達70~80m/s,在過流壁面產生的沖擊壓力可高達705MPa,微射流直徑約為2~3um,沖坑直徑為2~20um, 表面受到微射流沖擊次數約為100~1000次/(S.m2),沖擊脈沖作用時間每次只有幾微秒, 這樣高的沖擊作用將直接破壞流道壁面而形成蝕坑, 較小沖擊力的反復作用則引起壁面材料疲勞破壞。

      化學腐蝕理論一般說來, 化學腐蝕作用常常與機械汽蝕作用互相促進, 汽蝕加速腐蝕, 腐蝕也加速汽蝕, 兩者聯合作用造成更嚴重的壁面破壞。電化學理論在汽泡潰滅時的高溫高壓作用下, 金屬晶粒中形成熱電偶, 冷熱端之間存在電位差, 對金屬表面產生電解作用, 造成電化學腐蝕。熱力學作用理論當汽泡高速受壓后, 汽相高速凝結, 從而放出大量的熱, 足以使金屬融化造成損壞。

防止汽蝕破壞的措施

       為了增強水泵過流部件表面抗汽蝕破壞的能力, 除了采用不銹鋼或硬質合金材料來制造葉片等過流部件外, 還大量研究了其他預防措施, 可以歸納為,認表面保護技術。就是用環氧樹脂、復合尼龍、復合涂料、人造橡膠涂層等其他高分子聚合物材料或者具有一定硬度、韌性的金屬材料覆蓋在過流部件表面形成一層保護膜, 以提高泵的抗汽蝕破壞能力。對于一些大型泵, 可以在過流部件表面鑲嵌一層鋼板來防止汽蝕破壞。

       金屬粉末噴焊技術。利用氧乙炔焰, 在葉片等過流部件表面, 經由專用焊槍噴焊上特殊性能的合金粉末。噴層與基體結合致密無孔, 表面光滑平整, 具有材料省、質量好等優點。涂層的抗蝕破壞能力超過不銹鋼而永不脫落, 硬度可達, 使用壽命可延長一倍。

       激光熔覆表面改性技術。是指在被熔覆過流表面放置選擇的涂層材料后, 經過激光輻照使之和過流部件表面同時熔化, 并快速凝固后形成稀釋度極低, 與過流部件材料形成冶金結合的表面涂層, 從而顯著改善過流部件表面的抗汽蝕破壞的性能的工藝方法。

      表面化學熱處理技術。利用化學熱處理的方法直接對過流部件進行強化處理, 增加表面硬度。常用的有火花強化法、刷鍍法、氮化法、碳氮共滲法、高強度激光硬化法。由于價格較貴, 一般只用于汽蝕不太嚴重的小型泵。