影响超高压调节阀使用寿命的主要直接原因是气蚀与冲刷。另外,如阀的阻力大小、流向、开度的大小,这些都因可 增加或减小气蚀、冲刷的作用而成为影响高压调节阀寿命 的间接原因。
(1) 气蚀调节阀工作时,阀内压力的变化曲线在节流处流动面积小,流速高,速度能 大。随着速度能的增加,压力能就下降/当压力低于 该介质的饱和蒸汽压iv值后,液体便气化,逸出气泡,形成气液两相流动,这就是;所谓闪蒸,流经节流区后,流速下降,速度能又下降,压力 能又上升。若压力回升到高于pv值后,液体中的气泡便破裂而又成液体,这种现象称为空化。根据气泡 理论,在气泡破裂的瞬时可产生高达数百公斤的爆破压力。此压力若作用在材料表面上,就像小弹头一样 冲击在金属表面上,不断作用的结果,材料表面会形成蜂窝状的小孔。同时,还会引起振动和噪音, 这种现象即所谓气蚀,这时的噪音称为气蚀噪音。气蚀是造成高压阀使用寿命短的主要因素。
冲刷超高压阀在节流中,由于压差大、流速高、冲刷能力就很强将使材料按着介质流动的方向冲刷成流线形的槽。阀的开度越小,节流间隙越小,冲刷就越厉害。
(3) 流向介质的流动方向对阀的使用寿命大有 影响。对流开型(底进侧出),介质首先通过 阀座通道缓慢节流?压力逐步下降,流经节流口后,面积突然扩大,使压力急剧回升,气泡迅速破裂,因此,气蚀作用强。同时,介质往上流动,气蚀与冲刷又主要作 用在密封面上(见图3),致使阀的密封面很快破坏,所 以寿命短;对流闭型(侧进底出),介质首先通过节流口,使压力急剧下降,在流经阀座通道过程 中,面积逐步扩大,压力缓後@升,流出阀座后,面积突 然扩大,压力才急剧回升。此时,气蚀作用最强,但已经在阀座下面,而节流口和阀芯密对面处气蚀作用小 甚至没有气蚀作用,因此,主要破坏在阀芯头上而不是同时,介质往下流动,使得破坏部位下移,进一步保护了密封面。故流闭型使用寿命 长。在同样工作条件下,流闭型可比流开型的使用寿 命长1/4~1/2倍左右。若阀处在小开度工作时,使用 寿命可成倍增加。
(4) 节流阻力调节阀不同节流阻力时的压力变 化曲线如图5所示。阻力大的损失大,恢复小;阻力小 的损失小,恢复大。由于系统要求的压降1 一定的,由 图6可见,在满足这一压阵的舫提下(即固定压降),节 流阻力小,压力恢复大,在Pv线下的闪蒸区则大,自 然气蚀作用强:反之,节流阻力大,压力恢复小,线 下的闪蒸区小,气蚀作用相应碱小。因此,为减少闪蒸 以减少气蚀,应尽量增大节流阻力。
关于这一点,我们还可以从压力恢复系数值的大小看出,对低阻力的蝶阀、球阀
就是说,低阻力的蝶阀、球 阀,其压力恢复程度比单、双座阀大近2倍,角阀比单、双座阀大1.1~1.2倍左右。
(5) 开度大小倜的开度大,阀芯密封面远离节流口,冲刷与气蚀相应较弱,可提高阀使用寿命;若开 度太小,阀芯密封面接近节流口,冲刷与气蚀作用较大。可见开度的影响是十分严重的。这一点 往往不被人们所重视。
(6) 节流件长度增长节流件长度,即增长阀芯 头长度和阀座通道(即阀座的厚度),除使阀的节流阻 力增加,阀的使用寿命相应增加外,对流闭型使用的调节阀,因节流件长度增加,压力的急剧回升延后,气蚀部位相应延后,起到了保护密封面和阀芯有效节流面 的作用,增长了阀的使用寿命。反之,节流件长度太短,显然是不利的。