旋流除砂器是利用离心力分离水中砂粒、杂质的设备，广泛应用于供水、污水处理、矿业等领域。其内壁磨损是常见问题，直接影响设备寿命和分离效率，主要原因可从介质特性、设备设计、运行参数、材质选择四个维度分析：

一、介质特性导致的磨损

1. 砂粒硬度与粒径
• 水中含有的砂粒、砾石等固体颗粒硬度越高（如石英砂硬度达莫氏 7 级），对内壁的切削、撞击能力越强；
• 粒径较大的颗粒（通常＞0.1mm）在离心力作用下更易贴近内壁运动，长期高速冲击会造成局部磨损加剧（如锥形段底部排砂口附近）。
2. 含砂量与颗粒浓度
   当水中固体颗粒浓度过高（如超过 5%）时，颗粒间及颗粒与内壁的碰撞频率大幅增加，磨损速率呈指数级上升。例如，矿业废水处理中，高浓度矿渣会导致设备内壁在数月内出现明显凹痕。
3. 介质腐蚀性
   若水中含有酸碱物质（如 pH＜6 或 pH＞8）或氯离子（如沿海地区地下水），会先通过化学腐蚀破坏内壁表面的氧化层，再加速机械磨损（即 “腐蚀 - 磨损协同作用”），尤其对普通碳钢材质的设备影响显著。

二、设备设计缺陷导致的磨损

1. 流道结构不合理
• 进口管与筒体的角度设计不当（如角度过大或过小），会导致水流在入口处形成湍流或涡流，使颗粒在局部区域（如入口下方）频繁冲刷内壁；
• 锥形段的锥度（通常设计为 10°-15°）不合理：锥度过大，颗粒在筒壁的停留时间短、撞击力大；锥度过小，颗粒易沉积，反而加剧底部磨损。
2. 内壁表面光洁度不足
   制造过程中若内壁存在毛刺、焊瘤或粗糙度较高（如 Ra 值＞12.5μm），会增加颗粒与壁面的摩擦力和附着力，导致局部磨损集中（如焊接接缝处常出现优先磨损）。
3. 排砂口设计缺陷
   排砂口尺寸过小，会导致砂粒排出不畅，在出口处堆积并反复撞击周边内壁；若排砂口密封不良，还会形成回流冲刷，加剧磨损。

三、运行参数不当导致的磨损

1. 进口流速过高或波动大
   旋流除砂器的设计流速通常为 1.5-3m/s，若实际流速超过 4m/s，会导致颗粒对内壁的冲击力骤增（磨损量与流速的 3-5 次方成正比）；而流速频繁波动（如水泵频繁启停）会破坏稳定的离心力场，使颗粒运动轨迹紊乱，加剧不规则磨损。
2. 运行时间过长或超负荷运行
   设备长期连续运行（如 24 小时不间断工作）会累积磨损量；若处理水量超过设计值（如实际流量是额定流量的 1.5 倍以上），会导致内部压力过高、颗粒分离效率下降，部分颗粒随水流长期冲刷内壁。
3. 操作维护不当
• 未及时清理排砂口堵塞的砂粒，导致颗粒在筒体内循环冲刷；
• 设备安装不水平，使水流离心力分布不均，颗粒偏向一侧内壁集中磨损；
• 未定期检查内壁磨损情况，导致局部薄化后被快速击穿。

四、材质选择不合适导致的磨损

1. 材质硬度不足
   普通铸铁、碳钢等材质硬度较低（布氏硬度 HB＜200），难以抵抗高硬度颗粒的冲击；而未经过表面硬化处理的不锈钢（如 304 不锈钢），耐磨性仅为高铬铸铁的 1/3-1/5，长期使用易出现磨损。
2. 材质匹配性差
   例如，处理含尖锐棱角颗粒（如破碎后的石英砂）时，若选用韧性好但硬度低的材质（如普通钢），会因颗粒切削作用快速磨损；而对于高浓度细颗粒（如 silt 级颗粒），则需要兼顾耐磨性和光滑表面（减少颗粒附着），否则易形成磨粒磨损。

总结