調(diào)節(jié)閥氣蝕的產(chǎn)生及危害

一、氣蝕的產(chǎn)生

    氣蝕是材料在液體的壓力和溫度達(dá)到臨界值時產(chǎn)生破壞的一種形式。當(dāng)液體通過節(jié)流孔時，流體流道面積的縮小導(dǎo)致流速迅速增加，速度的增加，產(chǎn)生了速度和壓力之間的能量轉(zhuǎn)換，流體壓力下降。壓力在節(jié)流孔下游側(cè)附近達(dá)到zui低值，這時其速度zui大，壓力zui小。當(dāng)該處的壓力Pvc低于液體蒸汽壓Pv且閥門下游壓力P2高于液體蒸汽壓時，就會發(fā)生氣蝕。

二、氣蝕一般出現(xiàn)的兩個階段

    首先，當(dāng)液體壓力低于液體蒸汽壓時，在液體中形成蒸汽泡，由液體攜帶氣泡的邊緣層向下游移動。其次，如果出口壓力大于液體蒸汽壓力，氣泡就會破裂或爆破，同時產(chǎn)生巨大的壓力沖擊波，并通過液體向外傳播，集中管道壁和閥內(nèi)零件，沖擊到相近的金屬表面上。氣泡破裂對金屬表面的沖擊類似微流噴射，它能以104Mpa的壓力，振動和碰撞管壁。在液體內(nèi)，當(dāng)氣泡遠(yuǎn)離金屬表面破裂時，產(chǎn)生球形壓力波，此時，碰撞壓力約為103MPa，且微流噴射的影響未達(dá)到金屬固體壁。如果氣泡接近金屬表面破裂，微流噴射將直接沖擊金屬表面。由于沖擊波反復(fù)沖擊，導(dǎo)致金屬表面疲勞，撕裂和其他缺陷。

三、危害

    氣蝕損壞表現(xiàn)為金屬表面凹凸不平和多孔現(xiàn)象。如果調(diào)節(jié)閥閥門出口壓力低于液體蒸汽壓時，蒸汽氣泡不會破裂，液體以氣液兩相混合狀態(tài)存在，液流速度將繼續(xù)增大，這種狀態(tài)稱為閃蒸。閃蒸并不是一個主要問題，其損害與氣蝕不同，通常選用抗沖蝕的閥體和閥瓣材料，限制閥門出口流速，可大大降低和消除，延長調(diào)節(jié)閥的使用壽命。閃蒸時Pv＞P2°表面上看氣蝕破壞是一種機(jī)械性的破壞。但是，在腐蝕性介質(zhì)中，氣蝕會加快腐蝕侵蝕。氣蝕發(fā)生時，微流噴射（或沖擊波）破壞了金屬表面的鈍化膜保護(hù)層，基體金屬受到侵蝕，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。沖蝕又把產(chǎn)生的冷飲介質(zhì)沖掉，引起新的腐蝕。與氣蝕或氣蝕腐蝕相關(guān)的沖蝕導(dǎo)致金屬進(jìn)一步磨損和破壞，通過氣蝕和腐蝕的影響，材料被沖蝕磨損。

    氣蝕不僅對閥門產(chǎn)生機(jī)械損害，導(dǎo)致閥門失效，而且產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。當(dāng)液體流過閥座通孔或節(jié)流孔時，會突然加速，氣化和膨脹，在管路中產(chǎn)生紊流，振動和動力噪聲。氣蝕氣泡的破裂是噪聲的主要來源，通常有氣蝕就有噪聲，噪聲量直接與氣蝕程度有關(guān)。因此，氣蝕對調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)管路的影響相當(dāng)大。

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