A kavitációs erózió főként a nagy áramlási sebességű, nyomásingadozású és gáz{0}}folyadék-kétfázisú keveredéssel rendelkező folyadékkeringtető rendszerekben fordul elő. Amikor a folyadék helyi nyomása a telített gőznyomás alá csökken, azonnal számos apró gőzbuborék képződik. Ezek a buborékok hevesen összeomlanak abban a pillanatban, amikor a nyomás helyreáll, és nagy sebességű mikrosugarat és intenzív lökéshullámokat generálnak, amelyek folyamatosan hatnak a cső felületére. A passzív fólia lecsupaszodik, és a mátrix műanyagfáradási sérülést szenved, és méhsejt alakú, foltos gödrök keletkeznek a cső falán. Hosszan tartó működés esetén a gödrök összekapcsolódnak és behatolnak a falba, közepes szivárgást okozva. A kavitációs sérülések koncentrált helyi anyagveszteséggel járnak, és nincsenek nyilvánvaló külső korróziós források.
1. Mikroszkópos kavitációs károsodási mechanizmus
Amikor az áramló közeg hirtelen összehúzódáson, elhajláson vagy alacsony{0}}nyomású területeken halad át, a helyi nyomás gyorsan csökken, és a folyadék elpárolog, és nagyszámú kavitációs buborékot hoz létre. Amint a folyadék belép a nagynyomású zónába, a buborékok mikromásodperceken belül felrobbannak. Az ütközés erőteljes hidraulikus ütést és ultrafinom folyadéksugarat szabadít fel a fémfelületen. Az ismételt ütközés ciklikus nyomó- és húzófeszültséget indukál az aljzaton, ami fáradási repedés kialakulásához vezet az anyag felülete alatt. A króm-oxid passzív filmréteg folyamatosan törik és levál. A folyadékban lévő korrozív ionok behatolnak a repedésekbe, összekapcsolva a mechanikai fáradtságot az elektrokémiai korrózióval, hogy felgyorsítsák a gödör tágulását. Végül sűrű üregek csatlakoznak a falon átmenő lyukakká-, és a berendezés meghibásodását okozzák.
2. Tipikus kavitációs eróziónak kitett pozíciók
Közvetlenül a szivattyú kimeneti nyílásaihoz csatlakoztatott bemeneti szakaszok drasztikus nyomásváltozással;
Könyök-, szűkítő- és hirtelen tágulási csőszakaszok, ahol az áramlási mező hirtelen megváltozik;
Fűtőcsövek folyadékszint-vonala váltakozó folyadékmerítéssel és gőzfázissal;
Rossz áramlási egyenletességgel és lokális örvényholt zónákkal rendelkező területek;
A cső felülete a fojtószelepek közelében, ahol a nyomás élesen csökken.
3. Fő gyorsító indukáló tényezők
A szivattyú túlzott emelése és áramlási sebessége heves nyomásingadozáshoz vezet;
A túl magas folyadékhőmérséklet csökkenti a telített gőznyomást és elősegíti a buborékok képződését;
A keringő folyadékban nagy mennyiségű oldott levegő keveredik;
Érdes csőfelület és hegesztési hibák, amelyek buborékos gócképző helyként szolgálnak;
Nem megfelelő csőelrendezés a csőátmérő és az áramlási irány gyakori hirtelen változásaival.
4. Többdimenziós teljes-Link megelőzési technikai intézkedések
① Optimalizálja a csővezeték szerkezetét a zökkenőmentes áramlási átmenet érdekében
Használjon fokozatos redukáló és ívátmeneti könyököket az éles jobb-szögű hajlítások helyett, hogy kiküszöbölje a hirtelen nyomásesést.
② Állítsa be a működési paramétereket a buborékképződés megakadályozása érdekében
Ésszerűen szabályozza a közeg hőmérsékletét és a szivattyú működési frekvenciáját, hogy elkerülje a nyomás párolgási nyomás alá csökkenését.
③ Szereljen fel kipufogóberendezéseket az oldott gáz eltávolítására
Állítson be automatikus kipufogószelepeket a rendszer magas pontjain, hogy kiürítse a felgyülemlett levegőt, és csökkentse a buborékok gócképződését.
④ Javítsa a fűtőcsövek felületi minőségét
Végezzen elektropolírozást a felületi mikro{0}}gödrök csökkentése és a kezdeti kavitációs buborékképződés visszaszorítása érdekében.
⑤ Erősítse meg a helyi felület kopásállóságát
Végezzen lézeres burkolást vagy nitridálást a nagy-kavitációs kockázatú területeken, hogy javítsa az ütések elleni kifáradást-.
5. Megelőzési hatások összehasonlító táblázata
表格
| Csővezeték és működési mód | Kavitációs erózió kockázata | Ajánlott optimalizálási terv |
|---|---|---|
| Éles csővezeték átmenet + magas hőmérsékletű magas áramlás | Gyors méhsejt lyukasztás | A csővezeték átstrukturálása és a kipufogóberendezések hozzáadása |
| Sima áramlási elrendezés + időszakos kipufogó + paraméterkorlátozás | Hatékonyan gátolja a kavitációs károsodást | Hagyományos cirkó fűtési rendszer szabványos séma |
| Felületerősítő kezelés + légtelenítés kezelés | Minimális kavitációs eróziós hajlam | A szivattyú kimenete és a fojtószelep a közeli berendezést részesíti előnyben |
Következtetés
A 316 fűtőcső kavitációs eróziója az időszakos buborékképződés és összeomlás okozta sokkkárosodásból származik. Az alapvető megelőzési ötletek közé tartozik az áramlási csatorna kialakításának optimalizálása a nyomás stabilizálása érdekében, az oldott gáz eltávolítása a közegből, az üzemi hőmérséklet és az áramlási sebesség korlátozása, valamint a felülethibás gócképződési pontok megszüntetése. A csővezetékek tervezésének átfogó átalakítása és a szabványosított folyamatműködés alapvetően kiküszöbölheti a kavitációs erózió által okozott falszivárgási kockázatokat-.
