經常可以看到調(diào)節閥、減壓閥等節流(liú)閥的閥瓣和閥座等零件內部產生(shēng)磨痕、深溝及凹坑,這些大多是由汽蝕引起的。
汽蝕是材料在(zài)液體的壓力和溫度達到臨界值時產生的一種破壞形式,分為閃蒸和空化(huà)兩個(gè)階段。
閃蒸是一(yī)種非常(cháng)快速的轉變過程(chéng),當流體流經調節閥時(shí),由於閥座(zuò)和閥瓣形成(chéng)局部收縮的流通麵積,產生局(jú)部阻力,使流體的壓力和(hé)速度發生變化(huà)。
當壓力為P1的流體流經節流孔時,流速突然急劇增加,靜壓驟然下降,當孔後壓力P2在達到(dào)該流體所在情況下的飽和蒸汽壓力Pv前,部分流體汽化成氣體,產生氣泡,形(xíng)成氣液兩相共存(cún)現象,稱為閃蒸階段,可見它是一種係統現象。
調節閥不能(néng)避免閃蒸的產生,除非係(xì)統(tǒng)條件改變。而當閥門中液體的下遊壓力又升回來,且高(gāo)於飽和壓力時,升高的壓力壓縮氣泡,使之突然破裂,稱為空化階段。在(zài)空化過程中飽和氣泡不再存(cún)在,而是迅速爆破變回液態。由於(yú)氣泡的體積大多比相同的(de)液(yè)體體積大。所以說,氣泡的爆破是從大體積(jī)向小體積的轉變。
汽蝕過程中氣泡破裂時所有的能量集中在破裂點上,產(chǎn)生幾千牛(niú)頓的衝擊(jī)力,衝擊波的壓力高達2×103MPa,大大超(chāo)過了(le)大部分金屬材料的疲勞(láo)破壞極限。同時,局部溫度高達幾千攝氏度,這些過熱點引起的熱應力是產生汽蝕破壞作用的主要因素。
閃蒸產生侵蝕破壞作用,在零(líng)件表麵形成光滑的磨痕。如同砂子噴在零件表麵一樣,將零(líng)件表(biǎo)層撕(sī)裂,形成粗(cū)糙的渣孔般(bān)的(de)外表麵。在高壓差惡劣條件(jiàn)下,極硬(yìng)的(de)閥(fá)瓣和閥座(zuò)也會在很短時間內(nèi)遭到破壞,發生(shēng)泄漏,影響閥門的使用性能。同時汽蝕過程中,空化時氣(qì)泡破裂釋放出巨大的能量,引起內部零(líng)件的(de)振動,產生(shēng)高(gāo)達10kHz的噪聲,氣泡越(yuè)多(duō),噪聲越嚴重。