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    閥門(mén)氣蝕是什么?

    2023.09.21

    閥門(mén)是現代工程領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵元件,廣泛應用于石油、化工、能源、水處理等領(lǐng)域。然而,由于特定工況下的流體運動(dòng)特性,閥門(mén)可能會(huì )遭遇一種被稱(chēng)為“氣蝕”的現象。很多人可能都聽(tīng)過(guò)氣蝕,但不了解其中的具體情況,本文將為您介紹工業(yè)閥門(mén)氣蝕的原理、危害以及常見(jiàn)預防措施。

    一、氣蝕產(chǎn)生及危害

    氣蝕是材料在液體的壓力和溫度達到臨界值時(shí)產(chǎn)生破壞的一種形式,分成閃蒸和氣蝕(空化)兩階段。

    1、閃蒸

    當液體通過(guò)流量限制裝置,流道面積的縮小導致液體流速增加,流速增加導致液體壓力降低(根據伯努利方程,流速越高壓力越?。?,最大速度和最小壓力點(diǎn)稱(chēng)為收縮腔;根據熱力學(xué)原理,壓力小則液體的沸點(diǎn)降低,同時(shí)液體里能夠溶解的氣體也會(huì )變少,當流體達到其極限蒸氣點(diǎn),流體蒸發(fā)并保持蒸氣狀態(tài)時(shí),就會(huì )發(fā)生閃蒸。閃蒸出現的氣泡不斷沖擊侵蝕閥體表面。閃蒸引起的金屬侵蝕表面一般顯得光滑有光澤。

    2、氣蝕

    閃蒸生成的氣泡會(huì )阻塞流動(dòng),導致流速降低,壓力回升,于是氣體破裂回歸液體狀態(tài);沒(méi)有氣泡阻塞,則流速加快,又產(chǎn)生氣泡,氣泡會(huì )不斷重復成形破裂過(guò)程。氣泡破裂會(huì )產(chǎn)生微射流,同時(shí)會(huì )引起高達 100,000 磅/每平方英寸的局部壓力波,微射流和巨大的壓力波結合,會(huì )對直接接觸的閥芯、閥座和閥體表面造成嚴重損壞。氣蝕先在金屬表面形成許多細小的麻點(diǎn),然后逐漸擴大成洞穴,損傷表面粗糙且不規則。

    3、其他危害

    氣蝕還會(huì )產(chǎn)生噪音和振動(dòng),導致設備損傷,從而降低控制效率或導致控制失效。

    二、氣蝕的影響因素及預防

    氣蝕損壞的程度主要受以下因素的影響:

    • 1、空化強度:壓力下降更大,增加損壞的可能性越大。
    • 2、材料性能:發(fā)生氣蝕的區域, 硬化材料可減少損壞。
    • 3、空化區長(cháng)度:某個(gè)區域空化現象越頻繁,該區域遭受損害的可能性就越大。
    • 4、閥門(mén)尺寸:增加閥門(mén)尺寸往往會(huì )使氣蝕的影響變得更嚴重。
    • 5、氣蝕區域的閥內件設計:球閥和蝶閥更容易受到氣蝕損壞。
    • 6、閥門(mén)泄露:如果閥門(mén)關(guān)閉時(shí)出現泄漏。流體泄漏使流體從高壓區到低壓區,導致氣蝕現象,可能造成潛在的損害。

    通過(guò)改變或優(yōu)化這些影響因素中的任何一個(gè)都可以減少或防止氣蝕損壞。

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