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二、閥內(nèi)件氣蝕磨損

    高速的帶壓液體流動，在節(jié)流下通過閥門，壓力變成小于該液體在那個溫度下的蒸氣壓，隨時都有可能產(chǎn)生氣蝕。
    當(dāng)碰到這種情況，蒸氣氣泡在節(jié)流件下游側(cè)形成。流體在節(jié)流件的下游側(cè)擴(kuò)大的流動通道中降低了流速-使部分壓力恢復(fù)，壓力恢復(fù)的結(jié)果使氣泡破裂。氣泡壓碎的沖擊力成為悶內(nèi)件嚴(yán)重?fù)p壞的原因。    
    沒有已知的材料能經(jīng)得起連續(xù)的，嚴(yán)重的氣蝕條件而不損壞，因為沖擊力達(dá)到或超過了硬化的閥內(nèi)件或者非常硬的碳化鎢保護(hù)層的屈服強(qiáng)度。所以在氣蝕條件下使用的閥內(nèi)件，最主要的要求是容易更換a即使是輕微的氣蝕，如果是連續(xù)的，最終仍將損壞常規(guī)的閥內(nèi)件。要求使用硬化的閥內(nèi)件來經(jīng)受較強(qiáng)烈的氣蝕，即使是最硬的閥內(nèi)件，在嚴(yán)重的氣蝕下將要求有計劃地定期更換閥內(nèi)件。
    下列的閥內(nèi)件材料是使用于氣蝕場合，是按照耐氣蝕能力逐漸增加的順序來排列的Rc（硬度）。

    降低閥內(nèi)件的氣蝕磨損，可以采用如下的方法
    1)選用最硬的閥內(nèi)件是可行的，不會由于閥門關(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，使之超過液體的蒸氣壓，因而防止了在高流速的低壓區(qū)形成氣泡。水在120。F及壓力降為3000磅／英寸²( 207bar)時，下游側(cè)的壓力通常為50 - 100磅／英寸²(3.5 - 7bar)，這將大大地降低氣蝕損害一這是可以作到的，可在閥門的下游側(cè)安裝一個閥后壓力調(diào)節(jié)器或者裝一個比閥座小的極硬的節(jié)流孔板。
    3)在流體自上而下流動的高壓角形閥中，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，比在很快地擴(kuò)大的閥座孔和閥體內(nèi)壁壓碎危害性要小些。如果不能做到這一點(diǎn)，可以采用逐漸擴(kuò)大的閥座孔。
   4)使用兩個閥門串聯(lián)并在其問分配壓降的辦法來限定閥門的壓力降，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，合有多級節(jié)流的流路，限定通過每次節(jié)流的壓力降。
   特殊的閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)是適用于氣蝕使用的。一些閥門制造廠借助于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)來大大地降低或消除氣蝕，可在極高能耗的場合中使用。這種結(jié)構(gòu)引起流體本身自相碰撞，在閥芯與閥座的通道內(nèi)產(chǎn)生一個高度的擾動。土游側(cè)的位能，由閥門任意節(jié)流的入口壓力來表示，被流體的摩擦阻力（大量的擾動）轉(zhuǎn)換為熱能?；旧献龅搅私档蛪毫Χ覜]有壓力恢復(fù)，這就減小了低壓力及氣泡形成區(qū)。其他的結(jié)構(gòu)是在閥座孔的下游側(cè)具有大的強(qiáng)制增壓，允許氣泡壓碎在流體的流束中，而不是在潤體的內(nèi)壁上。五種結(jié)構(gòu)用插圖說明于圖18. 19. 20. 21和34c中。

圖18 減少氣蝕的套筒孔結(jié)構(gòu)

    (a)帶分流孔的套筒結(jié)構(gòu)
    分流孔引起流體在孔中的擾動，并從對面的孔中噴射沖擊。閥座環(huán)和出口管具有同樣的內(nèi)徑，以防止閥座下游側(cè)的壓力恢復(fù)。設(shè)計成功地運(yùn)用于口徑1～18英寸。
    (b)帶分流孔的閥芯
    (c)在套筒上的臺階孔

圖19 用于串聯(lián)控制流量的兩種結(jié)構(gòu)

    (a)渦輪串聯(lián)式控制閥
    從這一級到下一級在每一級內(nèi)產(chǎn)生流體旋渦，可以處理100磅/英寸²(7bar)流體沿著閥芯的螺旋形槽溝流動，流體通過槽溝旋轉(zhuǎn)90°，由于離心力而背離閥體保護(hù)層的內(nèi)壁，氣蝕蒸氣的氣泡趨向于保留在主流束中而遠(yuǎn)離閥內(nèi)壁，雖然它比流體輕。這種設(shè)計已用于調(diào)節(jié)鍋爐給水泵的旁路的閥門中。
    (b)串級流節(jié)流孔
    高壓降流體中使用的磨耗和氣蝕磨損，在這種閥的設(shè)計中實際上是被消除了，在多級小臺階中降壓，它比通用的閥門維持更低的流速。通用的單座閥平均動壓力損失系數(shù)為0.8，而這種設(shè)計具有20的K值，因為流過的流體受到連續(xù)的旋轉(zhuǎn)(壓頭損失H=V²/2g)。每級閥座口按通用閥的經(jīng)驗，似乎僅有5%的壓力降。節(jié)流過程幾乎可以認(rèn)為是等焓流。摩擦阻力更像在一根長管線上的壓力降。長導(dǎo)向被限制在圓周的4個拐角處，防止當(dāng)流動的顆粒夾帶液體時擠住。在口徑為1/2"～2"時，工作壓力范圍達(dá)6000磅/英寸²（414bar），流通能力為通用低壓降閥門的1/16～1/4，可以采用聚四氟乙烯做成的軟閥座結(jié)構(gòu)，用于滴漏嚴(yán)密關(guān)閉。