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小议:汽蚀对高压阀寿命的影响
 
2010/9/1 11:44:19
 

  我们知道在日常的工作过程中,阀门很容易出现故障,很多情况下都会报废阀门,这就意味着阀门的使用寿命终结。对于高压阀来说造成其使用寿命缩短的主要原因是:汽蚀、冲蚀。今天我们主要来了解一下汽蚀对高压阀的影响。

  汽蚀如果阀门上的压差(P1-P2)大于了介质的最大饱和压差(△Pmax),那么就会产生闪蒸,由此再产生汽蚀,并对阀门内部及相邻近的管道结构造成破坏。介质通过截面最小的节流口时流速是最大的。流速(或动能)的增加伴随着压力(或势能)的大大降低。当压力低于介质饱和蒸汽压时,气泡就会在介质中形成。

  随着节流口处压力的进一步下降,气泡会大量地形成。在此阶段闪蒸和汽蚀之间没有本质的差别,但是对阀门的结构破坏的可能性却是肯定存在的,就算是阀门中的佼佼者也会出现这些类似的问题,即使是ARCA阀门也不例外。

  如果介质通过节流口后,压力仍低于介质饱和蒸汽压力。气泡将保留在节流口后的流束中,我们称之为闪蒸。闪蒸对阀门的阀芯会产生严重的冲刷破坏,其特点是受冲刷的表面有平滑抛光的外形。冲刷破坏最严重的地方一般是流速最高的地方,通常位于阀芯和阀座的接触线上或附近。

  尤其是在小开度,节流间隙小,流速高的环境下,冲蚀破坏也最严重。因此,高压阀应尽量避免小开度工作。再好的阀门,若长期处于小开度工作,其寿命将成倍减小。要避免小开度工作,关键在计算、选型,这是设计院和用户要倍加注意的。

  另一方面,如果介质流经节流口后介质压力恢复到介质饱和蒸汽压力以上时,气泡会破裂或向内爆炸,从而产生汽蚀。蒸汽气泡破裂释放出能量,并产生一种类似于砂石流过阀门的噪音。如果气泡在接近阀门内的固体表面破裂,释放出的能量会慢慢撕裂材料,留下蜂窝状的小孔。

  汽蚀的破坏作用可能会延伸到邻近的下游管道。显而易见,从压力恢复系数来看,高恢复阀门比较容易发生汽蚀,因为它的节流口后的压力更有可能升至介质饱和蒸汽压之上。

  小开度工作时,节流口流速更快,压力更低,介质中气泡含量更多,因此,此时闪蒸破坏更严重,冲刷破坏是主要矛盾。在大开度工作时,主要矛盾是系统压力恢复到饱和压力以上时造成的汽蚀破坏。

  德国ARCA控制阀温馨提示:用户在使用高压差阀时应尽量避免小开度工作,生产厂家制造的高压阀必须有较好的反汽蚀措施,否则,阀很快会因汽蚀、冲蚀作用而损坏。(文/阿卡

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