Кавитационное разрушение

Кавитационная эрозия. Кавитационные разрушения, часто называемые кавитационной эрозией, возникают при быстром движении жидкости относительно металла вследствие образования и исчезновения ( схлопывания ) пузырьков пара вблизи металлической поверхности. Такому виду эрозии подвержены [c.455]

С ростом механических напряжений возрастает роль механического фактора и уменьшается роль коррозионного. В предельных случаях кавитационная эрозия может носить чисто механический характер и не зависеть от состава среды, коррозионной стойкости металла и т. д. В этих случаях скорость кавитационного разрушения зависит прежде всего от прочностных характеристик металла, его структуры, состояния поверхности и геометрической формы. [c.456]

Если условия движения жидкости таковы, что образуются постоянные области высоких и низких (ниже атмосферного) давлений, на поверхности раздела сред металл—жидкость образуются и лопаются пузырьки. Это явление называется кавитацией. Разрушение металла вследствие кавитации называется кавитационной эрозией или кавитационным разрушением. Разрушение металла можно воспроизвести в лабораторных условиях, подвергая [c.115]

Рабочие колеса подвержены наиболее интенсивному изнашиванию в результате действия механического трения, эрозионного и коррозионного действия перекачиваемой среды, кавитационного разрушения и ряда других факторов. При сильном кавитационном разрушении рабочего колеса (сквозные отверстия, полное или частичное разрушение лопастей) его заменяют. Визуально выявляются задиры и забоины, которые необходимо зачистить. Поврежденные места восстанавливают наплавкой с последующей проточкой. При ослаблении посадки рабочих колес (допуск 0,01 мм) их следует заменить. [c.359]

Кавитация приводит к эрозионному и коррозионному разрушению металлов, особенно чугуна и углеродистой стали. Более устойчивы к кавитационному разрушению материалы, которые наряду с механической прочностью (противодействие эрозии) обладают химической стойкостью (противодействие коррозии), например, нержавеющая сталь и бронза. [c.64]

Кавитационная эрозия наблюдается при эксплуатации гидротурбин, гребных винтов, насосов, клапанов, запорных устройств в трубопроводах. Она обусловлена нестационарностью потока жидкости, обтекающей твердое тело. Кавитация — это процесс образования и исчезновения пузырьков в жидкости. Исчезновение пузырьков сопровождается гидравлическим ударом, который и является причиной кавитационной эрозии. Возникновение пузырьков происходит в области низкого давления, а исчезновение — в области высокого давления. Таким образом, область кавитационного разрушения часто бывает значительно удалена от зоны возникновения пузырьков. [c.140]

Наибольшая интенсивность разрушения металлов в водной среде вследствие кавитации проявляется при температурах 40— 50 °С. Чугуны и углеродистые стали подвержены в воде в несколько раз более быстрому кавитационному разрушению, чем сплавы, отличающиеся высокой коррозионной стойкостью (хромистые, хромоникелевые стали, некоторые бронзы, монель и т. д.). [c.456]

По сравнению с кавитационным разрушением гидроударная эрозия протекает при значительно большем влиянии коррозионного фактора. Поэтому для нее важнее состав и pH среды, коррозионная стойкость металла и т. д. [c.457]

Кобальт менее распространен и более дорог, чем никель. Поэтому в виде сплавов с хромом и молибденом (или вольфрамом) он применяется в тех случаях, когда обеспечивает практические преимущества перед аналогичными сплавами на основе никеля или железа. Сплавы кобальта лучше противостоят, например, фреттинг-коррозии, эрозии в быстро движущихся жидкостях и кавитационным разрушениям. [c.369]

Кавитационное разрушение — это повреждение металла, связанное с гидравлическим ударом жидкости в местах схлопывания пузырьков газа на границе жидкости с твердым телом. При попадании потока жидкости в область пониженного давления (ниже давления насыщенного пара этой жидкости при данной температуре) пузырьки газа в жидкости расширяются, а при переходе жидкости в зону повышенного давления они сжимаются с большой скоростью, схлопываются , что сопровождается гидравлическим ударом. Области пониженного давления образуются при расширении потока, вращении жидкости, наличии препятствий на пути потока или вследствие вибрации. Многократное схлопывание пузырьков газа на поверхности металла вызывает повреждение защитных пленок, деформацию и разрушение поверхности металла. Кавитационному разрушению подвержены всасывающие патрубки и рабочие колеса насосов, трубы в местах сужений и резких поворотов направления потока, гидротехнические сооружения и др. [c.18]

Рис. 5-4. Кавитационное разрушение (эрозия) стальной поверхности.

Рис. 8-9. Места кавитационных разрушений осевых турбин.

Осевые поворотно-лопастные турбины больше подвержены кавитационным разрушениям, которые, как видно из рис. 8-9, развиваются на тыльной ( вакуумной ) стороне лопастей рабочего колеса, причем зона 1 у входной кромки вызывается местным отрывом потока при больших углах атаки. Наиболее развитой является зона 2 у выходной кромки с расширением к периферии. Интенсивному разрушению подвергается иногда камера рабочего колеса 3, в зоне ниже оси поворота лопастей, и торцевые поверхности пера лопасти (здесь проявляется так называемая щелевая кавитация). [c.174]

В осевых насосах (рис. 14-10) кавитационные разрушения возникают на входном участке лопастей рабочего колеса с тыльной стороны А, на концах пера лопасти В, на нижней части поверхности сферической камеры рабочего колеса С, на торцах лопастей (щелевая кавитация) Б и на поверхности втулки Е. Для снижения интенсивности щелевой кавитации рекомендуется округлять тор- [c.258]

Разрушению металла несомненно способствует, помимо указанного механического, также и химическое действие кавитации. Последнее обусловлено тем, что кислород воздуха в момент его выделения из воды, взаимодействуя с паром, газом и твердым металлом в условиях быстрого и резкого изменения давления и температуры обладает весьма высокой химической активностью. Однако главной причиной разрушения металла следует считать все же механическое воздействие гидравлических ударов и вибраций на поверхность обтекаемых тел, находящихся в зоне кавитации. Это подтверждается тем, что кавитационные разрушения были получены на таких химически стойких материалах, как стекло, агат и золото. [c.157]

Кавитационное разрушение наблюдается и у подшипников скольжения, которые работают с большими скоростями и динамическими нагрузками. Наибольшее повреждение возникает в местах, где масло имеет наименьшую скорость, т. е. в местах разрушения кавитационных полостей [10]. Поврежденные места визуально представляют собой впадины разной глубины. У подшипников с твердым металлопокрытием повреждение бывает плоским. Разрушенный участок имеет вид выкрошенного реже отслоенного покрытия. [c.27]

В дизельных двигателях имеет место кавитационное разрушение гильз цилиндров. Причиной этого разрушения является источник вибрации и ударных волн, распространение последних в жидкости, появление, рост и разрушение полостей. (Особенно опасны полости с большим начальным радиусом). Если принять во внимание влияние насоса как источника зарождающихся кавитационных центров в данном турбулентном режиме, то можно определить профилактические мероприятия по степени их значимости [c.27]

При разрушении от коррозионного растрескивания и коррозионной усталости основное воздействие механического фактора определяется действием растягивающих напряжений первого рода, т. е. макронапряжений, уравновешиваемых в объемах, соизмеримых с размерами детали. Для кавитационных разрушений основную роль играют напряжения второго рода — неоднородные микроискажения, уравновешивающиеся в пределах элементов микроструктуры металлов. При эрозии и фреттинге характерным является искажение кристаллической решетки. Механическое воздействие в этих случаях распространяется главным образо.м на поверхностные слои атомов металла или окисные пленки. [c.64]

Рис. 36. Кавитационное разрушение (схематически)

Богачев И. Н. Кавитационное разрушение и кавитационно-стойкие сплавы. М. Металлургия, 1972. 192 с. [c.115]

При очень больших скоростях движения воды наблюдается увеличение скорости разрушения металла, обусловленное явлением механического (эрозионного и кавитационного) разрушения защитной пленки. — Прим. ред. [c.80]

Как сказывается наличие взвешенных твердых частиц на интенсивности кавитационного разрушения в зонах А м В, в которых абразивное воздействие невелико, определить трудно, но там, где имеется одновременно и кавитационное, и интенсивное абразивное воздействие, скорость износа резко возрастает. Такими местами являются, например, уплотняющие зазоры рабочего колеса, которые при наличии в воде наносов разрабатываются гораздо быстрее. [c.390]

Возникновение кавитации изменяет гидродинамические характеристики гидроструйных насосов. Образующиеся в жидкости паровые или газовые пузырьки будут заполнять часть поперечного сечения камеры смешения, что уменьшает соответственно объем подсасываемой жидкости. Обычно в гидроструйных насосах кавитационные явления возникают на границах раздела струй активной и подсасываемой жидкостей, и только в редких случаях пузырьки заполняют все сечение камеры смешения. Поэтому в гидроструйных насосах в меньшей степени приходится опасаться кавитационного разрушения проточного тракта, чем в лопастных насосах. [c.52]

В научных теоретических исследованиях нет обоснованной теории о коррозионно-эрозионном разрушении. Имеются данные, что существует аналогия между механизмом эрозионно-коррозионного и кавитационного разрушения металлов в агрессивных средах , в связи с тем чта разрушения, вызываемые эрозией и коррозией, являются следствием механического воздействия движущейся жидкости на конструкционный металл. [c.183]

Рис. 3. Зависимость кавитационного разрушения (уменьшения веса) алюминиевых пластин от температуры среды

Рис. 4. Зависимость кавитационного разрушения (уменьшения веса) алюминиевых пластин в воде от содержания в ней газовой фазы

Интенсивность кавитационных разрушений, а значит, и очистки загрязнений, зависит от температуры растворителя. Каждый растворитель имеет свою оптимальную температуру максимальной эффективности ультразвукового воздействия (рис. 128). На интенсивность кавитационного разрушения большое влияние оказывает также упругость Паров растворителя. [c.223]

Рабочие колеса подвержены наиболее интенсивному износу в результате действия механического трения, эрозионного действия перекачиваемой среды, коррозии, кавитационного разрушения и ряда других факторов. Незначительное кавитационное разрушение подлежит восстановлению. При сильном кавитационном повреждении рабочего колеса — со сквозными отверстиями, полным или частичным разрушением лопастей — его, как правило, заменяют запасным. [c.93]

Кавитационному разрушению наиболее сильно подвержены входные кромки лопастей рабочих колес. При невозможности псправления заваркой входные кромки могут быть подрезаны на станке или вручную. Подрезка входной кромки может быть выполнена на 5—10 мм, в зависимости от размеров колеса. После подрезки кромки должны быть округлены радиусом 1,5—2 мм. [c.326]

Механические и коррозионные факторы в процессе кавитационной эрозии могут влиять в различной степени, в зависимости от условий. Обычно преобладают первые. Скорость образо-нанпя кавитационных разрушений зависит от скорости потока и состава среды, от температуры коррозионной стойкости металла и его склонности к пассивации, от состояния поверхности и прочностных характеристик металла. [c.456]

В насосах низкого давления с деталями, изготовленными из чугуна, кавитационные разрушения имеют как оы губчатый характер. Разрушенная поверхность весьма неровна, испещрена глубоко проникающими в тело детали нзв11листыми ноздреватыми полостями, [c.132]

В насосах высокого давления, элементы которых выполнены 113 конструкционных сталей (нередко легированных), кавитационные разрушения имеют иной В11Д. 132 [c.132]

Громадные давления, возникающие в момент завершения кавитационного гидравлического удара и последующего расширения паровоздушной смеси каверны, вызывают упругие колебания соседних частиц жидкости с частотой звуковых колебаний. Эти вибрации, передаваясь металлу, вызывают быстрое разрушение его поверхности, особенно большое, если металл отличается хрупкостью. Гладкие полированные поверхности, отражая колебания, менее подвергаются кавитационному разрушению (эрозии). Неровные поверхности в значительной мере поглощают энергию упругих колебаний, а потому интенсивно разрушаются. Таким образом, если поверхность начала разрушаться, то, приобретая мелкогубчатую структуру, она продолжает разрушаться с возрастающей скоростью. [c.157]

Наряду с ингибиторами в коррозионной среде могут находиться ионы, ускоряющие скорость коррозии за счет депассивирующего действия (С1", Вг , 1 ), образования комплексных соединений (NHз, N ), увеличения скорости катодной реакции (напри.мер, ре += а ре2+, Си2+з=г=Си+). Как правило, скорость коррозионного про-цесса возрастает с увеличением скорости подвода окислителя в зону реакции. При больших скоростях имеет место совместное воздействие коррозии и абразивного износа (струевая коррозия, эрозионная коррозия). При нарушении гидродинамических условий обтекания поверхности металла в местах отрыва струи возникает корро-зионно-кавитационное разрушение. [c.24]

М с слабо поддаются почвенной коррозии. Исключение -лаг>ии- 1-рые в этих условиях подвержены обесцинкованию. В естеств водных (речных и морских) средах М.с. подвергаются кавитационному разрушению (напр., разрушение корабельных винтов), являющемуся результатом коррозии и действия на сплав высокотурбулентного потока воды. [c.671]

Материалов, имеющих абсолютную устойчивость против кавитационного разрушения, не суцествует, позтому работа насосов в кавитационном режиме не допустима. Это означает, что работа любого лопастного насоса должна осуществляться в бескавитационном режиме. [c.133]

А. С. Бебчук и Л. Д. Розенберг [3] установили, что сопротивление жидкости разрыву уменьшается при продувании через нее газа, что облегчает создание кавитационных пузырьков. Однако при этом уменьшается интенсивность захлопывания пуЗырьков, что снижает кавитационное разрушение. В проведенных экспериментах через жидкость прхэпускались с различной скоростью азот, [c.11]

Для звуковых и звукохимических процессов химической технологии существенно, что интенсивность кавитационных явлений зависит от температуры окружающей среды, давления, свойств жидкости и других факторов. Так, в вакууме и при высоких внешних давлениях (примерно более 2 ат) интенсивность кавитации заметно уменьшается, причем не происходит, например, эмульгирования [33]. Установлено также, что интенсивность кавитационного разрушения твердой поверхности зависит от температуры и свойств применяемой жидкости [34], причем на соответствующей температурной кривой наблюдается максимум (рис. 3), и от давления насыщенных паров и содержания газа в жидкости [35] нри этом разрушения будут тем меньше, чем больше коэффициент растворимости газов (рис. 4). [c.17]

Разрушающее действие кавитации обусловлено большими импульсными давлениями, возникающими на поверхности твердого тела. Однако весьма значительные давления могут возникать не только в результате непосредственного удара жидкости, но и при захлопывании кавитационного пузырька па некотором расстоянии от поверхности тела. Ввиду того, что предел упругости ряда металлов, подвергающихся кавитационному разрушению, составляет велпчипу порядка 20- -30 кг/. .м , следует [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология