干货|直击空泡腐蚀和冲蚀

2017-07-24 12:00:55 作者：本网整理来源：腐蚀与防护分享至：

来源：Flaviano Fabrizi/Dreamstime.com

导读：在处理液体时，空泡腐蚀和冲蚀是常见的问题。然而，我们有许多解决方案来解决它们。

空泡发生在流体系统中，其产生原因是液体高速流动导致液体压力低于饱和蒸气压而急剧汽化，从而进一步导致瞬时形成了气体蒸汽泡沫和气囊。这些气泡在金属表面破灭产生压力，造成典型的空泡腐蚀以及一些冲蚀。这种破坏会变得越来越严重，最后可能是灾难性的破坏。

泵吸头可以产生水蒸气或液体蒸气，然后快速腐蚀金属表面。因此，这也是一种严重影响工艺的参数。在某些情况下，会生成蒸汽或空气的口袋，导致严重的空气锁定，最终使泵效率、流量和冷却效果降低。

最容易产生空泡的位置：

● 旋转泵的吸入压头位置，只要它的操作压力非常接近泵需要的净正吸入压力（NPSHR）

● 调节流量的调节阀，当它处于近关闭的设置

● 系统中有管径突然膨胀的位置，会使压力急剧减少

● 在管道弯曲的部位、T部和弯头等部位

除了气泡腐蚀，由于腐蚀碎片和坚硬的磨屑不断地摩擦表面还会引起表面的冲蚀。

空泡的基础

在金属表面上,空泡腐蚀是流体高压区形成了气泡最终导致了损坏的结果。液体流动时携带着其中所含的元素一起移动，像螺旋桨的叶片在高速运转的情况下，很可能产生蒸汽或低压蒸汽气泡。这些蒸汽或气泡会在流体中形成口袋，而当气泡群达到较高压力的位置时，它们会在墙壁和表面的下游地区发生溃灭。这些气泡溃灭的碰撞力强度足以媲美那些非金属或金属固体颗粒的撞击力。

空泡的发生会被已存在的下方的微型蒸汽或地下气体增强。在较低的压力下气泡的形成取决于外部压力、液体蒸汽压、系统的速度压力梯度和质量密度。

空泡腐蚀的程度也归因于基材金属的冶金特性，其造成的腐蚀损害可以通过增加材料表面硬度、加工硬化或提高疲劳强度来降低。人们已经发现了通过降低晶粒尺寸也可以减少空泡的破坏；还可以通过提高空化阻力来减少夹杂物存在的可能性。

同时也有人研究了化学因素和电化学因素是否会加速空泡破坏。研究已经发现：相较之淡水系统，海水流体系统更容易发生空泡腐蚀；因此，在很多情况下都设置了阴极保护系统用来中和那些会引起空泡腐蚀发生的电化学反应。以两个典型的易发生空泡腐蚀的结构为例：航空母舰的螺旋桨和离心泵的叶轮。喷气式飞机其实际需要的操作速度会高于其设计速度，这种过度超出的速度被发现会导致螺旋桨发生空蚀腐蚀。离心泵系统的阀座和叶轮也可能遭受严重的空泡腐蚀。

冲蚀

冲蚀是一种由于包含金属或非金属基体并结合电化学反应的电解质流体的移动，最终造成的表面劣化和损坏的腐蚀行为。

而由于坑洼及其它不规则的内部表面引起的湍流可能导致冲蚀的增加和加速材料的失效。影响这种损坏的因素包括污染物和磨屑的存在、流体特征和流体流速。感应电流也可以加速其损坏。