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超高压阀门破损原因?

点击数: 发表时间:2021-06-22 16:54
 密封面磨损了。
密封面磨损与气蚀、冲蚀和高温腐蚀有关。
(1)气蚀和气蚀磨损。
针阀通常在高压差下工作,阀体与阀座接触环附近的流速非常高,水的蒸汽化压力高,因此在超高压阀中容易发生空化和闪烁。打开阀门时,高压液体突然释放,流速急剧增加,静压急剧下降。节流口后的压力达到或低于水时的饱和蒸汽压力时,一部分液体蒸发成气体,形成气液共存的现象,是空化作用的一阶段,即蒸发阶段。第二阶段是这些气泡的破裂,即空化阶段。这个阶段阀后压力上升到饱和蒸汽压力以上,气泡突然破裂,所有的能量都集中在破裂点产生很大的冲击力,这个冲击压力高的情况下也能超过1GPa〔2,4〕。因此,碰撞阀芯、阀座和阀体的破坏作用被称为空蚀。另外,液体中含有一定数量的气泡,这些气泡也会引起气蚀。液体中气蚀在锥形阀体和阀座上产生两种形式的侵蚀,一种是大型坑,是单个气泡破裂引起的另一种是小坑,是强度弱的冲击累积作用4。因此,故障后的阀体表面有大小不同的孔。气蚀的破坏速度与材料的力学性能有关。对于很多材料来说,耐气蚀性随材料硬度的提高而提高,两者之间大致成为指数关系4。气蚀破坏也与材料的疲劳强度有关。这是因为不断产生的气泡崩溃,对零件表面产生重复性的冲击。另外,水中氧的含量、阀体的形状、阀口的开度、出口背压等对气蚀有影响。
(2)冲蚀磨损。
由于高压差和高流速,液体雷诺数高,容易形成乱流运动5。流体中的所有流体微组都有很高的速度,对阀体和阀座产生很大的冲击作用,表面形成沟痕。另外,液体中也有固体的微粒子,这些粒子由高速液流带到零件表面,零件表面也有划痕的可能性。高速水流引起的侵蚀和微粒子引起的侵蚀形状基本相同,都是伸长的槽,其方向与流动方向一致,气蚀引起的侵蚀是大小的孔。腐蚀严重的地方在阀体的中心,这里流速高,腐蚀严重的地方是流速高的地方下游。另外,阀门开度越大,气蚀侵蚀越严重。开度越小,腐蚀越严重4。一般来说,材料硬度越高,耐腐蚀性越强。
(3)高温腐蚀。
高速水流冲击阀体表面时,表面温度上升,硬度下降,耐磨损性下降,气蚀和冲蚀更加严重。为了提高阀的耐气蚀、冲蚀磨损和高温腐蚀能力,阀座和阀体可以进行表面硬化处理,或者采用工具钢和硬质合金等材料,结构可以采用分级降压、合理的缓冲室结构设计和避免空化的结构。
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