ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кавитационная эрозия из "Кавитация" Основной проблемой в кавитации является эрозия. Высокие быстро меняющиеся давления и тепловые ударные волны вызывают в материале вблизи сжимающегося пузырька разрушения, причиной которых, возможно, являются усталостные процессы. [c.21] Насосы, турбины, винты, а также такие элементы,, как клапаны и вентили, нередко подвергаются существенной эрозии (рис. 7). Процесс эрозии материала может происходить настолько быстро, что винты корабля после одного рейса, а рабочее колесо насоса после нескольких недель работы выходят из строя. Поэтому довольно часто, через регулярные промежутки времени, приходится заваривать эрозионные раковины, созданные кавитацией на лопатках турбин. В других случаях механизмы годами работают в условиях кавитации без заметных повреждений. [c.21] Б настоящее время точно не известны условия, при которых возникает значительная кавитационная эрозия, но несомненно, что она усиливается с ростом скорости жидкости относительно рассматриваемых узлов машин и механизмов. [c.21] Большинство материалов, подвергающихся действию кавитации, обладает начальным (инкубационным) периодом, в течение которого эрозия отсутствует (на рис. 8 он обозначен буквой А). За инкубационным следует период быстрого увеличения эрозионных повреждений (Б), а затем период относительно стабильного состояния (В), когда скорость эрозии почти постоянна. Наконец, когда поверхность уже сильно изъедена и покрыта раковинами, скорос-.ь эрозии уменьшается (Г). [c.22] Результаты лабораторных испытаний (табл. 1) пока зывают, что наиболее стойким к кавитационной эрозии материалом как в пресной, так и в морской воде являет ся алюминиевая бронза. К тому же этот материал отли- чается очень хорошими антикоррозионными свойствами Однако алюминиевая бронза трудно поддается литью, поэтому в настоящее время разрабатываются другие сплавы, свободные от этого недостатка. Коррозионные и эрозионные свойства таких сплавов почти такие же, как у алюминиевой бронзы. [c.24] Хорошим сопротивлением эрозии и агрессивным средам характеризуются никелевые сплавы, например мо-нель-металл. Титан также очень устойчив к эрозии и коррозии, но он слишком доро для повседневного приме-нерп1я. [c.25] Мягкие материалы менее подвержены эрозии. К ним относится, например, свинец, но на практике он почти не используется. Резина и пластики успешно применяются в качестве покрытий (солротиБление эрозии нейлона и полиэтилена почти такое же, как у нержавеющей стали). ОсноБной трудностью при использовании покрытий является необходимость обеспечить их- надежное прилегание к металлическим деталям, особенно в условиях кавитационного коллапса. [c.25] В агрессивных жидкостях повреждения происходят особенно быстро в результате двойного воздействия как кавитационной эрозии, так и коррозии. Эрозия разрушает поверхность материала и способствует удалению с нее защитной окисной пленки, создавая тем самым идеальные условия для коррозии. [c.25] Как мы уже отмечали, эрозия материалов начинается довольно быстро, но для исследовательских целей такая скорость недостаточна. Поэтому возникает необходимость в разработке ускоренных методов испытаний. Обычно эрозия оценивается по весовым потерям материала. [c.25] В целом различные методы испытаний дают довольно близкие результаты. На рис. 13 и 14 сравниваются данные, полученные рассмотренными методами. Осред-нен 13Я прямая, вокруг которой размещаются экспериментальные точки, указывает на линейный характер зависимости между этими результатами. Исключение составляют лишь хрупкие материалы и образцы с упрочненной поверхностью. [c.28] Скорость эрозии зависит также от скорости течения жидкости, давления в ней, температуры и газосодержания. Испытания в рабочей части гидродинамической трубы показали, что потери веса материала пропорциональны скорости в седьмой степени (У ). В результате же испытаний при взаимодействии со струей оказалось, что потери веса пропорциональны скорости в пятой степени (У ). Кроме того, установлено, что эрозия приближенно пропорциональна квадрату давления и несколько увеличивается с ростом температуры. Как показал Хоббс [18], эрозия в воде достигает максимума при 60 °С. [c.30] Вернуться к основной статье