密封面磨損了。
密封面磨損與氣蝕、沖蝕和高溫腐蝕有關。
(1)氣蝕和氣蝕磨損。
針閥通常在高壓差下工作,閥體與閥座接觸環附近的流速非常高,水的蒸汽化壓力高,因此在超高壓閥中容易發生空化和閃爍。打開閥門時,高壓液體突然釋放,流速急劇增加,靜壓急劇下降。節流口后的壓力達到或低于水時的飽和蒸汽壓力時,一部分液體蒸發成氣體,形成氣液共存的現象,是空化作用的一階段,即蒸發階段。第二階段是這些氣泡的破裂,即空化階段。這個階段閥后壓力上升到飽和蒸汽壓力以上,氣泡突然破裂,所有的能量都集中在破裂點產生很大的沖擊力,這個沖擊壓力高的情況下也能超過1GPa〔2,4〕。因此,碰撞閥芯、閥座和閥體的破壞作用被稱為空蝕。另外,液體中含有一定數量的氣泡,這些氣泡也會引起氣蝕。液體中氣蝕在錐形閥體和閥座上產生兩種形式的侵蝕,一種是大型坑,是單個氣泡破裂引起的另一種是小坑,是強度弱的沖擊累積作用4。因此,故障后的閥體表面有大小不同的孔。氣蝕的破壞速度與材料的力學性能有關。對于很多材料來說,耐氣蝕性隨材料硬度的提高而提高,兩者之間大致成為指數關系4。氣蝕破壞也與材料的疲勞強度有關。這是因為不斷產生的氣泡崩潰,對零件表面產生重復性的沖擊。另外,水中氧的含量、閥體的形狀、閥口的開度、出口背壓等對氣蝕有影響。
(2)沖蝕磨損。
由于高壓差和高流速,液體雷諾數高,容易形成亂流運動5。流體中的所有流體微組都有很高的速度,對閥體和閥座產生很大的沖擊作用,表面形成溝痕。另外,液體中也有固體的微粒子,這些粒子由高速液流帶到零件表面,零件表面也有劃痕的可能性。高速水流引起的侵蝕和微粒子引起的侵蝕形狀基本相同,都是伸長的槽,其方向與流動方向一致,氣蝕引起的侵蝕是大小的孔。腐蝕嚴重的地方在閥體的中心,這里流速高,腐蝕嚴重的地方是流速高的地方下游。另外,閥門開度越大,氣蝕侵蝕越嚴重。開度越小,腐蝕越嚴重4。一般來說,材料硬度越高,耐腐蝕性越強。
(3)高溫腐蝕。
高速水流沖擊閥體表面時,表面溫度上升,硬度下降,耐磨損性下降,氣蝕和沖蝕更加嚴重。為了提高閥的耐氣蝕、沖蝕磨損和高溫腐蝕能力,閥座和閥體可以進行表面硬化處理,或者采用工具鋼和硬質合金等材料,結構可以采用分級降壓、合理的緩沖室結構設計和避免空化的結構。