氣蝕對(duì)閥門的影響
什么是"氣蝕"?
當(dāng)介質(zhì)在節(jié)流口高速流動(dòng)時(shí),其速度能急劇增加,根據(jù)能量守恒原理,壓力能就會(huì)急劇下降。當(dāng)壓力低于飽和蒸氣壓后,液體就會(huì)分裂出氣體來(lái),形成氣液兩相流動(dòng),這就是所謂的閃蒸。
當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)節(jié)流口后,節(jié)流速度開(kāi)始逐漸下降,壓力開(kāi)始逐恢復(fù),當(dāng)壓力恢復(fù)到大于飽和蒸氣壓時(shí),氣泡破裂回到液態(tài),就在氣泡破裂的瞬間,產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力沖擊波,使閥芯、閥座表面的材料被沖擊成蜂窩狀的小孔,并引起振動(dòng)和噪聲,這就是汽蝕。
空化、汽蝕主要發(fā)生在疏水閥、減壓閥和控制閥的節(jié)流口(密封處),因此,這些閥門的密封面必須采用耐汽蝕腐蝕性優(yōu)秀的材質(zhì),而且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮這些因素,盡量減少這種汽蝕的破壞作用。
閥門氣蝕通常分為閃蒸和氣蝕(空化)兩個(gè)階段。
(1)當(dāng)流體通過(guò)閥門時(shí),特別是在流量限定裝置處,流道面積的縮小導(dǎo)致液體流速增加。
① 根據(jù)伯努利方程,流速越高,壓力越小,因此在收縮腔處達(dá)到較大速度和較小壓力點(diǎn)。
② 當(dāng)流體的壓力降低到其蒸氣點(diǎn)時(shí),流體蒸發(fā)并保持蒸氣狀態(tài),這就是閃蒸現(xiàn)象。
(2)閃蒸產(chǎn)生的氣泡在流體中不斷沖擊侵蝕閥體表面,這些氣泡破裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生微射流和高達(dá)100,000磅/每平方英寸的局部壓力波,對(duì)閥芯、閥座和閥體表面造成嚴(yán)重?fù)p壞。
閥門隨著時(shí)間的流逝,零部件的退化,閥產(chǎn)生的氣蝕引起管道系統(tǒng)容易發(fā)生嚴(yán)重的損害。這種損傷大多是由振動(dòng)噪聲能量,加速腐蝕過(guò)程。與氣蝕反映的高噪聲電平的大振幅的振動(dòng)所產(chǎn)生的汽泡附近和下游的縮流的形成和崩潰。雖然這通常發(fā)生在球閥和旋轉(zhuǎn)閥在閥體內(nèi),它實(shí)際上可以發(fā)生在一個(gè)短的,高回收率的類似晶圓主體部分V型球閥,特別是蝶閥的閥的下游側(cè)的配管。當(dāng)閥門受力一個(gè)位置的時(shí)候容易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象,這樣就容易在閥門的配管與焊接修復(fù)處泄漏,閥門就不適合此段管線。
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