Эрозия при кавитации

Коррозия проточной части насосов может возникать как вследствие эрозии при кавитации и при работе насосов на электролитах или агрессивных средах. [c.202]

Механическое действие повышенного давления (местные удары при мгновенном заполнении жидкостью объемов, освободившихся в результате конденсации пузырьков пара) приводит к разрушению лопастей. Кроме того, разрушение лопастей при кавитации происходит также из-за эрозии металла. [c.262]

Кавитационная эрозия. Процесс кавитации можно себе представить как возникновение полостей, каверн, вакуумно-газовых пузырьков в жидкости и последующее сокращение их и исчезновение. При замыкании этих полостей у поверхности металла, [c.86]

Кавитационная эрозия появляется в виде местного разрушения деталей гидромашин и других устройств, металлические поверхности которых соприкасаются с потоком жидкости, когда в нем возникают местные падения давления. Причиной разрушения металла являются повторные местные ударные нагружения, возникающие при захлопывании каверн, причем разрушение происходит, по-видимому, при одновременном влиянии и фактора коррозии. В исследованиях, посвященных этому виду изнашивания, изучались само явление кавитации (в частности, влияние масштабного фактора), механизм разрушения и изыскание сплавов, стойких по отношению к кавитационной эрозии, условия изнашивания при кавитации в гидроабразивном потоке. [c.50]

Близкий характер разрушений поверхности при капельной эрозии и кавитации послужил основанием гипотезы о ведущей роли кавитационных явлений в ходе эрозионного разрушения лопаток паровых турбин каплями конденсата. Предполагается, что при малых скоростях и больших диаметрах капель преобладает кавитационный механизм разрушения, так как иначе трудно объяснить причины разрушения материалов повторяющимися ударами капель при скоростях 10—20 м/с. При больших скоростях соударения (несколько сот метров в секунду) сила удара капли настолько велика, что повреждение происходит при одном ударе и размер повреждения соизмерим с диаметром ударяющей капли . [c.281]

ОСОБЕННОСТИ ЭРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ ПРИ КАВИТАЦИИ И ВЗГЛЯДЫ РАЗНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ НА МЕХАНИЗМ КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ [c.53]

Наконец, кавитация сопровождается характерным шумом и разрушением (эрозией) деталей, находящихся в кавитационной зоне. Установлено, что при кавитации в воде с увеличением температуры воды от нуля до 50—60° С эрозионные разрушения увеличиваются в несколько раз, а при дальнейшем повышении температуры ослабевают и затем совершенно исчезают при 100 С. При кавитации других жидкостей кавитационное воздействие с приближением к температуре кипения также ослабевает. Опыты показали Л. 85], что интенсивность эрозии существенно зависит от разности внешнего давления и упругости пара. Если эта разность равна нулю, эрозии не наблюдается. С увеличением поверхностного натяжения жидкости эрозионный износ значительно увеличивается [Л. 49]. [c.55]

В этой связи следует указать, что эрозии подвергаются такие химически пассивные материалы, как агат, бетон, золото и др. [Л. 85]. Известны примеры очень интенсивной эрозии, когда сквозное эрозионное разрушение металлической пластинки высокоскоростной струей воды происходит за несколько секунд Л- 47] или сильная эрозия возникает с нескольких ударов крупных капель Л. 48, 79 и др.]. При столь малом времени эрозионного разрушения бессмысленно говорить о преобладающей роли коррозии. Исследовав более тридцати различных материалов в морской воде, авторы [Л. 43 и 98] пришли к выводу, что скорость эрозионного разрушения при кавитации превосходит скорость коррозионного разрушения в среднем более чем на четыре порядка. При кавитации в неагрессивных жидкостях химические процессы только сопровождают основной механизм эрозионного воздействия, подготовляя деталь к последующему более легкому повреждению, и тем самым ускоряют процесс 158 [c.58]

Различные металлы по-разному противостоят эрозии. В настоящее время не существует расчетных методов оценки эрозионной стойкости материалов. При экспериментальном лабораторном исследовании эрозионной стойкости материалов применяются обычно следующие способы 1) удар струи жидкости по вращающимся образцам, 2) удар капель или струи жидкости (влажного пара) по неподвижным образцам, 3) протекание жидкости с кавитацией у поверхности образца (кавитационные сопла, щелевые установки), 4) испытания образцов на магнитострикционном вибраторе, 5) исследования погруженных в жидкость неподвижных образцов с помощью кольцевого возбудителя колебаний жидкости у поверхности образца. Интенсивность эрозионных разрушений образцов из одинаковых материалов зависит от выбранного способа испытаний. Однако если испытать несколькими способами группу различных материалов, то они по своей эрозионной стойкости расположатся практически в одинаковой последовательности независимо от способа испытаний. Это правило объясняется общностью природы эрозионного разрушения при ударах капель или струй жидкости и при кавитации в жидкой среде и может быть использовано для свободного выбора удобного в данных конкретных условиях способа испытаний. Наибольшей эрозионной стойкостью обладают твердые сплавы типа стеллитов и сормайтов. Затем следуют вольфрам, твердые титановые сплавы и хромоникелевые ста-86 [c.86]

Н о с к и е в и ч Я., Исследования в Чехословакии электрических явлений при кавитации и электрических средств защиты от кавитационной эрозии, Теплоэнергетика , 1959, № 7, стр. 84—86. [c.93]

Как показали визуальные наблюдения потока в различных гидравлических машинах, очень часто кавитационные явления наблюдаются почти при всех эксплуатационных режимах, включая режимы, близкие к оптимальным [93, 101, 117]. С изменением режима работы рассматриваемой машины происходит только изменение интенсивности кавитации. Если при режимах минимальной и форсированной мощности (производительности) сильно развитые кавитационные явления носят общий характер и существенно влияют на к. п. д. или величину напора, то при режимах, близких к оптимальному, имеются отдельные очаги начальной или частично развившейся кавитации (кавитация на кромках лопастей, щелевая, неровностей поверхности и т. д.), которая не оказывает заметного влияния на характеристики машины, но может быть причиной кавитационной эрозии. При этом уместно напомнить, что наибольшая интенсивность кавитационной эрозии приходится на начальные стадии развития кавитации (см. 4). [c.50]

Как уже говорилось ранее (см. 5), в результате местного понижения давления в различных элементах проточной части гидравлических турбин в ряде случаев кавитационные зоны могут возникать даже при работе на режимах, близких к оптимальным. Из-за небольших размеров эти кавитационные зоны не оказывают значительного влияния иа энергетические характеристики турбины, но могут стать причиной интенсивной кавитационной эрозии. Наличие кавитации при оптимальных режимах работы является, по-видимому, следствие неудовлетворительного расчета и должно быть устранено путем конструктивных изменений. Кавитационные явления такого рода не должны, на наш взгляд, приниматься во внимание при определении оптимальных, с точки зрения уменьшения интенсивности кавитационной эрозии, режимов работы. [c.118]

Ранее уже говорилось, что разрушение металлов при кавитационной эрозии следует рассматривать как результат сложного совместного воздействия на их поверхность гидромеханических усилий, возникающих при кавитации, и коррозионных процессов. Соотношения между этими факторами могут меняться в очень широких пределах в зависимости от характеристик потока и агрессивности среды, но во всех случаях они, как бы дополняя друг друга, увеличивают интенсивность разрушения. [c.158]

Среды, вызывающие эрозионное или кавитационное поражение стали. К таким относятся среды, обладающие соответствующими скоростями движения. При механической эрозии происходит последовательное разрушение металлической поверхности мельчайшими участками, вызванное динамическим воздействием среды (жидкости, газа или пара) при кавитации на поверхности металла в жидкости образуются пузырьки газа или пара с пониженным давлением, разрушение которых приводит к многократно повторяющимся гидравлическим ударам, действующим на металл. Кавитационные явления усиливаются с увеличением загрязнения жидкости поверхностно-активными веществами и газами, а эрозионные — при наличии в среде абразивных частичек. [c.15]

На основании своих опытов Уилер [81 ] предложил следующую гипотезу, объясняющую механизм эрозии металлов при кавитации. По его мнению, в таких условиях возникают высокие местные давления, способные вызвать в микрообъемах металла пластическую деформацию и местную концентрацию напряжений. Значительная часть работы деформации переходит в тепло, в результате в микрообъемах металла резко возрастает местная температура. Кроме того, местная температура может сильно возрасти (теоретически до нескольких тысяч градусов) в результате сокращения кавитационного пузырька. В этих условиях при наличии агрессивной среды образуются окислы, которые препятствуют свариванию смещенных объемов металла. Развитие такого процесса приводит к образованию аморфной смеси, состоящей из массы металла и его окислов. Смесь отделяется от поверхности при эрозии, и на этом месте снова образуются такие же продукты износа. Подобное представление о роли коррозии и механизме кавитационного разрушения металлов нуждается в более глубоких и тонких экспериментальных исследованиях. [c.71]

Скорость движения среды. Изменяет условия подвода кислорода, ионов и условия образования и сохранения защитных пленок. В большинстве случаев увеличение скорости движения агрессивных сред усиливает процессы коррозии, а при достаточных скоростях возникают явления коррозионной эрозии и кавитации. [c.369]

Подробно рассматривается влияние гальванических покрытий на механические и технологические свойства покрытых и з-делий, -в частности влияние микротрещин, которые являются концентраторами напряжений и в сильной степени снижают прочностные характеристики. Разбираются динамические и растягивающие напряжения, роль гальванических покрытий при трении, эрозии и кавитации, влияние их на ползучесть, длительную прочность при повышенной температуре. [c.6]

Ряд работ, направленных на выяснение характера и природы эрозии при кавитации, вызванной срывным обтеканием тел, был опубликован К. К. Шальневым. Он предложил ввести энергетический параметр, характеризующий кавитационную эрозию, изучал масштабный эффект кавитационной эрозии Л. 103 и 104]. [c.60]

Помимо указанных существуют и другие мнения о механизме кавитационной эрозии. Например, высказывается предположение, что кавитационное разрушение определяется прежде всего коррозионными и электрохимическими процессами. При этом роль механических нагрузок, возникающих при замыкании кавитационных пу зырьков, сводится только к удалению продуктов коррозии (окисных пленок) с поверхности металла. Имеются также мнения, что эрозия при Кавитации есть результат молекулярно-физических явлений, вибраций зерен и кристаллов с выкрашиванием межзеренного вещества и др. [c.11]

Диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальция 5-7 и 28-3I aO Газопламенное Плазменное 30-45 HR Теплозащитное покрытие общего назначения жаростойко-эрозионное покрытие - защита от высокотемпературной эрозии при кавитации в газовых средах [c.605]

Никель - алюминий 5 А1 60-80HR Коррозионно-стойкое покрытие -защита от фретинг-коррозии эрозион-но-стойкое покрьггие - защита от эрозии при кавитации в прокачиваемой агрессивной среде с низкими или повышенными температурами корковое покрьггие - восстановление изношенных деталей из всех марок сталей, никелевых, кобальтовых, алюминиевых и магниевых сплавов подслой газотермического покрьггия [c.607]

Экономайзеры, коррозия под действием воды 542 Электроды дли запальных свечей, выбор материала 848—849 Электрохимические методы коррозионных испытаний 1027—1037,. 1080, 1094—1095 Эрозия при кавитации см. Кавитационная эрозия Эруковая кислота 825 Этан, действие на медь 717 Этаноламин, действие на сплавы меди с никелем 214 на чугун 99 Этиленгликоль, действие на магний и его сплавы 144—146 Этиловый спирт, действие на олово 339 на сплавы магния 164 на сплавы меди с оловом 224 на хромоникелевую сталь 51 Эфир уксуснобутиловый, действие иа хромоникелевую сталь 51 [c.600]

На поверхности титана образуется плотная и быстро самовосстанавлнвающаяся (даже при ограниченном содержании кислорода в прилегающей среде) защитная оксидная пленка, очень стойкая к коррозионным и эрозионным воздействиям. Благодаря этому трубки из титана нечувствительны к действию хлоридов, сульфидов (сероводорода) и аммиака. Титан пассивен к продуктам жизнедеятельности микроорганизмог , не подвержен эрозии под действием содержащейся и паре влаги и эрозионно-коррозионному износу при содержании в воде абразивных примесей (песка, золы) и при кавитации со стороны входа воды, даже при больших ее скоростях (до 6—8 м/с). Все это обеспечивает продолжительную службу трубок из титана при использовании их в загрязненных, особенно морских, водах и в зоне воздухоохладителя конденсатора (в случаях применения в основном пучке трубок из медных сплавов). [c.56]

Эрозионному изнашиванию подвергаются детали арматуры, осуществляющие дросселирование жидкости плунжеры и седла дросселирующих и регулирующих клапанов. Износ при эрозионном изнашивании завися г от режима дросселирования жидкости, продолжительности его воздействия на деталь и свойств материала детали. Различают процессы щелевой или ударной эрозии и кавитацио-ного разрушения металла. При щелевой эрозии поверхности деталей размываются действием струи влажного пара, проходящего с большой скоростью через щель, образуемую седлом и плунжером. При ударной эрозии материал разрушается под действием ударов капель воды о поверхность детали.При кавитационном режиме движения в потоке быстро движущейся среды и соответствующих гидродинамических условиях образуются пузырьки (пустоты) в результате нарушения ее сплошности. Схлопываясь, они создают местные гидравлические удары, которые, действуя на металлическую поверхность, разрушают ее. Увеличение срока службы деталей при эрозионном изнашивании достигается изменением режимов работы арматуры уменьшением скорости среды в дросселирующем сечении путем снижения перепада давлений, применением ступенчатого (каскадного) дросселирования, увеличением сечения отверстий для прохода среды, применением эрозионно-стойких материалов. [c.264]

Коррозионная стойкость латуней также возрастает при присадке к ним алюминия (около 2%). Добавка алюминия опособствует восстановлению защитных пленок при механическом разрушении, благодаря чему эти латуни обладают большей устойчивостью в условиях коррозионной эрозии и кавитации. [c.67]

В книге рассмотрены причины и особенности эрозионного разрушения лопаток паровых турбин, факторы, влияющие на эрозию, и методы предотвращения эрозии. Приведены результаты исследований эрозионной стойкости различных металлов разными спосабами. Проанализирована аналогия между эр03И 0ннЫ1МИ разрушениями деталей при кавитации и при ударах капель по поверхности детали, рассмотрен механизм эрозионного разрушения. [c.2]

Автор предлагаемой вниманию читателей книги поставил перед собой задачу, базируясь на многих опубликованных работах по отдельным аспектам проблемы эрозии, дать общую картину современного состояния этого вопроса, В книге рассматриваются особенности эрозионного износа в паровых турбинах, способы защиты лопаток от эроЗии, методы и результаты испытаний эрозионной стойкости разнообразных материалов. Много внимания уделено анализу работ, имеющих отношение к выявлению природы эрозионных разрушений при капельном ударе. Обобщение результатов, полученных Корнфельдом и Суворовым Л. 8], и результатов последующих менее известных работ, в которых рассматривался удар капли по поверхности твердого тела [Л. 9] и др., позволило указать непосредственные связи между эрозией при капельном ударе и кавитационной эрозией, е 0гранич1иваясь общими соображениями об аналогии характера разрушения при кавитации и капельном ударе жидкостей, как поступили авторы многих ранее опубликованных работ. Описан вероятный механизм разрушения твердого тела при капельном ударе. [c.4]

Много внимания исследованию природы эрозионных разрушений при кавитации было уделено на международном симпозиуме Кавитация в гидродинамике (Л. 90], который состоялся в 1955 г. в Англии. Обсуждение этого вопроса на симпозиуме отражает борьбу идей и мнений сторонников механических, химикомеханических, электромеханических, термохимических и других теорий эрозии. [c.57]

В последние годы появляются сообщения об опытах применения защиты от эрозии при помощи контртока [Л. 99, 102 и 120], компенсирующего ток, возникающий при кавитации (см. выше 10) или капельном ударе. 6 83 [c.83]

Лабораторная проверка катодной защиты проводилась на магнитострикционном вибраторе. Об эффектив- ности защиты можно судить из заимствованного из [Л. 99] рис. 49, из которого видно, что компенсацией возникающего при кавитации тока достигается уменьшение эрозионного разрушения. Еще лучшие результаты получены при создании контртока (защищаемая от разрушения деталь должна иметь отрицательный электрический заряд). Из рис. 49 видно, что катодная защита только удлиняет инкубационный период эрозионного разрудиения. Она не может полностью предохранить металл от эрозии, так как при ее применении тормозится только электрохимическое действие, на механическое же действие кавитации катодная защита влияния не оказывает. [c.84]

Состояние направляющей поток поверхности также оказывает большое влияние на начало и интенсивность кавитационной эрозии. При прочих равных условиях наличие неровностей и шероховатость обтекаемой поверхности, как правило, ускоряют кавитационный износ. Вопросам кавитационной эрозии, вызванной неровностями поверхности, посвящено большое количество экспериментальных и теоретических исследований, из которых особо необходимо отметить работы д-ра техн. наук К. К. Шальнева [54]. Подавляющее большинство опытов по изучению процессов кавитации и кавитационной эрозии, проводилось и проводится с водой в качестве рабочей среды. В то же время свойства жидкости не-содшенно оказывают влияние на возникновение и развитие кавитации, а следовательно, и на интенсивность кавитационной эрозии. Это влияние проявляется двумя различными путями [c.37]

Натурные испытания, в частности испытания крупных поворотнолопастных турбин Волжской ГЭС им. В. И. Ленина, проведенные НИСом института Гидропроект, показывают, что изменение интенсивности кавитационной эрозии при изменении режима происходит в соответствии с изменением коэффициента кавитации ст. Минимальная кавитационная эрозия наблюдается при холостом ходе агрегата, затем она возрастает, достигая максимального значения при минимально допустимой по усло- [c.121]

Методике исследое.ания кавитационной эрозии металлов был посвящен доклад А-6 М. С. Плессе (США). Автор отмечает, что обычно принимаемая методика исследования кавитационной эрозии материалов магни-тострикционным методом имеет тот недостаток, что время проведения исследований значительно меньще того времени, в течение которого материал будет подвергаться кавитации в действительности. Вследствие этого такие ускоренные испытания на кавитационную эрозию при постоянной кавитации, имеющей место в течение всего периода испытания, могут дать ошибочные результаты в случае, если кавитация происходит в химически активной среде, так как будет переоценка физических сторон процесса в ущерб химическим, для развития которых требуется надлежащее время. [c.124]

Разрушение металла при кавитации происходит путем изъязвления поверхности, а при эррозии — в связи с ее истиранием. В обоих случаях может быть значительно снижена несущая способность металлической детали, кроме того, поверхности металла, разрушенные-кавитацией или эрозией, значительно более активны в электрохимических и химических процессах. [c.15]

В этой среде стойкость алюминиевых бронз превышает стойкость других медных сплавов скорость их коррозии составляет только Чз от скорости коррозии латуней и /ю — оловянистых бронз. Скорость растворения алюминиевой бронзы 8 при 30° С равна 0,03—0,08 г м сутки), а при 60° С — 0,23 г [м сутки). Важная область применения алюминиевых бронз — изготовление судовых гребных винтов, отливаемых из содержащей никель многокомпонентной бронзы 9—11,5% А1, 3—5,5% N1, 3—5% Ре, 3,5% Мп (не более) и 78% Си (не менее) . Эти винты более стойки в суровых условиях арктических морей, чем, например, винты из мунтц-ме-талла, и их стойкость против эрозии и кавитации в несколько раз превосходит стойкость марганцовистых бронз [102].. [c.285]

В. А. Константинов (1947), изучая физическую природу кавитации,, пришел к выводу, что разрушение металла при кавитации связано с электрическими разрядами, которые возникают при сжатии кавитационных пузырьков. Эти электрические разряды в виде микроскопических молний способны разрушить в течение короткого времени материалы любой прочности. Впоследствии в связи с применением катодной защиты гидротурбин от кавитационной эрозии были проведены дальнейшие исследования электрических эффектов зоны кавитации (В. И. Скоробогатов, 1960 Ю. Н. Пауков, М. К. Болога и К. К. Шальнев, 1968). При этом было подтверждено наличие электрических эффектов и влияние внешнего электри-.ческого поля на интенсивность эрозии. [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...