氣蝕對閥門的影響
什么是"氣蝕"?
當介質在節(jié)流口高速流動時,其速度能急劇增加,根據(jù)能量守恒原理,壓力能就會急劇下降。當壓力低于飽和蒸氣壓后,液體就會分裂出氣體來,形成氣液兩相流動,這就是所謂的閃蒸。
當介質流經節(jié)流口后,節(jié)流速度開始逐漸下降,壓力開始逐恢復,當壓力恢復到大于飽和蒸氣壓時,氣泡破裂回到液態(tài),就在氣泡破裂的瞬間,產生強大的壓力沖擊波,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,而且在結構設計時需要考慮這些因素,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)兩個階段。
(1)當流體通過閥門時,特別是在流量限定裝置處,流道面積的縮小導致液體流速增加。
① 根據(jù)伯努利方程,流速越高,壓力越小,因此在收縮腔處達到較大速度和較小壓力點。
② 當流體的壓力降低到其蒸氣點時,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,這些氣泡破裂時會產生微射流和高達100,000磅/每平方英寸的局部壓力波,對閥芯、閥座和閥體表面造成嚴重損壞。
閥門隨著時間的流逝,零部件的退化,閥產生的氣蝕引起管道系統(tǒng)容易發(fā)生嚴重的損害。這種損傷大多是由振動噪聲能量,加速腐蝕過程。與氣蝕反映的高噪聲電平的大振幅的振動所產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)生在球閥和旋轉閥在閥體內,它實際上可以發(fā)生在一個短的,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的配管。當閥門受力一個位置的時候容易產生氣蝕現(xiàn)象,這樣就容易在閥門的配管與焊接修復處泄漏,閥門就不適合此段管線。
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