氣蝕工況下閥內(nèi)件材料挑選及下降氣蝕磨損的措施

本文聚焦于氣蝕工況下閥門材料的挑選與維護(hù)策略，探討了氣蝕現(xiàn)象對(duì)閥門內(nèi)部組件的侵蝕與損壞風(fēng)險(xiǎn)，介紹了多種耐氣蝕材料及下降閥內(nèi)件氣蝕磨損的有效措施，旨在確保閥門在惡劣工況下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

一、氣蝕工況下的材料挑選

在高速流動(dòng)的帶壓液體系統(tǒng)中，當(dāng)液體通過(guò)閥門進(jìn)行節(jié)流時(shí)，如果其壓力下降至低于該液體在當(dāng)前溫度下的飽和蒸氣壓，就可能引發(fā)氣蝕現(xiàn)象。這種情況下，蒸氣氣泡會(huì)在節(jié)流件的下游側(cè)迅速形成。隨后，隨著流體在節(jié)流件下游更寬的流動(dòng)通道中流速減緩，部分壓力得以恢復(fù)。這一壓力恢復(fù)的過(guò)程造成之前形成的氣泡突然破裂，氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊波對(duì)閥門內(nèi)部組件構(gòu)成了嚴(yán)重的侵蝕和損壞風(fēng)險(xiǎn)。

目前尚未存在一種材料可以完全抵抗連續(xù)且嚴(yán)重的氣蝕條件而不發(fā)生任何損壞，因?yàn)闅馕g產(chǎn)生的沖擊力往往達(dá)到甚至高于了即便是硬化處理過(guò)的閥內(nèi)件或極其堅(jiān)硬的碳化鎢保護(hù)層的屈服強(qiáng)度。因此，在氣蝕環(huán)境下運(yùn)行的閥門，其內(nèi)部組件的設(shè)計(jì)必須著重考慮易于更換的特性。即使是輕微但持續(xù)的氣蝕作用，最終也會(huì)造成常規(guī)閥內(nèi)件的損壞。為了應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)，采用硬化的閥內(nèi)件是一種策略，旨在提高其在較強(qiáng)氣蝕條件下的耐久性。然而，即便是最堅(jiān)硬的閥內(nèi)件，在極端的氣蝕條件下，也需要制定計(jì)劃進(jìn)行定期更換，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和避免意外的故障發(fā)生。

因此，在氣蝕環(huán)境下的閥門應(yīng)用中，挑選材料、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及制定維護(hù)計(jì)劃時(shí)，必須綜合考慮材料的抗氣蝕性能、組件的可更換性以及系統(tǒng)的整體可靠性，從而確保閥門在惡劣工況下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

下列的閥內(nèi)件材料是使用于氣蝕場(chǎng)合下，按照耐氣蝕能力逐漸增加的順序來(lái)排列。

二、下降閥內(nèi)件的氣蝕磨損,可以采用如下措施

1)選用最硬的閥內(nèi)件是可行的，但必須考慮避免由于閥門關(guān)閉的反復(fù)碰撞和熱沖擊而使閥內(nèi)件破裂。

2)維持足夠的下游側(cè)壓力。這是可以作到的,可在閥門的下游側(cè)安裝一個(gè)閥后壓力調(diào)節(jié)器或者裝一個(gè)比閥座小的極硬的節(jié)流孔板。

3)在流體自上而下流動(dòng)的高壓角形閥中，采用銳邊的閥座孔，使排出物遠(yuǎn)離閥體的內(nèi)壁。在流體的流束中壓碎氣泡，比在很快地?cái)U(kuò)大的閥座孔和閥體內(nèi)壁壓碎危害性要小些。如果不可做到這一點(diǎn)，可以采用逐漸擴(kuò)大的閥座孔。

4)使用兩個(gè)閥門串聯(lián)并在其間分配壓降的辦法來(lái)限定閥門的壓力降，在上游側(cè)閥門中的壓力降可以大一些

5)使用特殊的閥門，含有多級(jí)節(jié)流的流路，限定通過(guò)每次節(jié)流的壓力降。