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干貨|直擊空泡腐蝕和沖蝕

2017-07-24 12:00:55 作者：本網(wǎng)整理來源：腐蝕與防護分享至：

來源：Flaviano Fabrizi/Dreamstime.com

導讀：在處理液體時，空泡腐蝕和沖蝕是常見的問題。然而，我們有許多解決方案來解決它們。

空泡發(fā)生在流體系統(tǒng)中，其產生原因是液體高速流動導致液體壓力低于飽和蒸氣壓而急劇汽化，從而進一步導致瞬時形成了氣體蒸汽泡沫和氣囊。這些氣泡在金屬表面破滅產生壓力，造成典型的空泡腐蝕以及一些沖蝕。這種破壞會變得越來越嚴重，最后可能是災難性的破壞。

泵吸頭可以產生水蒸氣或液體蒸氣，然后快速腐蝕金屬表面。因此，這也是一種嚴重影響工藝的參數(shù)。在某些情況下，會生成蒸汽或空氣的口袋，導致嚴重的空氣鎖定，最終使泵效率、流量和冷卻效果降低。

最容易產生空泡的位置：

● 旋轉泵的吸入壓頭位置，只要它的操作壓力非常接近泵需要的凈正吸入壓力（NPSHR）

● 調節(jié)流量的調節(jié)閥，當它處于近關閉的設置

● 系統(tǒng)中有管徑突然膨脹的位置，會使壓力急劇減少

● 在管道彎曲的部位、T部和彎頭等部位

除了氣泡腐蝕，由于腐蝕碎片和堅硬的磨屑不斷地摩擦表面還會引起表面的沖蝕。

空泡的基礎

在金屬表面上,空泡腐蝕是流體高壓區(qū)形成了氣泡最終導致了損壞的結果。液體流動時攜帶著其中所含的元素一起移動，像螺旋槳的葉片在高速運轉的情況下，很可能產生蒸汽或低壓蒸汽氣泡。這些蒸汽或氣泡會在流體中形成口袋，而當氣泡群達到較高壓力的位置時，它們會在墻壁和表面的下游地區(qū)發(fā)生潰滅。這些氣泡潰滅的碰撞力強度足以媲美那些非金屬或金屬固體顆粒的撞擊力。

空泡的發(fā)生會被已存在的下方的微型蒸汽或地下氣體增強。在較低的壓力下氣泡的形成取決于外部壓力、液體蒸汽壓、系統(tǒng)的速度壓力梯度和質量密度。

空泡腐蝕的程度也歸因于基材金屬的冶金特性，其造成的腐蝕損害可以通過增加材料表面硬度、加工硬化或提高疲勞強度來降低。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了通過降低晶粒尺寸也可以減少空泡的破壞；還可以通過提高空化阻力來減少夾雜物存在的可能性。

同時也有人研究了化學因素和電化學因素是否會加速空泡破壞。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：相較之淡水系統(tǒng)，海水流體系統(tǒng)更容易發(fā)生空泡腐蝕；因此，在很多情況下都設置了陰極保護系統(tǒng)用來中和那些會引起空泡腐蝕發(fā)生的電化學反應。以兩個典型的易發(fā)生空泡腐蝕的結構為例：航空母艦的螺旋槳和離心泵的葉輪。噴氣式飛機其實際需要的操作速度會高于其設計速度，這種過度超出的速度被發(fā)現(xiàn)會導致螺旋槳發(fā)生空蝕腐蝕。離心泵系統(tǒng)的閥座和葉輪也可能遭受嚴重的空泡腐蝕。

沖蝕

沖蝕是一種由于包含金屬或非金屬基體并結合電化學反應的電解質流體的移動，最終造成的表面劣化和損壞的腐蝕行為。

而由于坑洼及其它不規(guī)則的內部表面引起的湍流可能導致沖蝕的增加和加速材料的失效。影響這種損壞的因素包括污染物和磨屑的存在、流體特征和流體流速。感應電流也可以加速其損壞。