GB/T151氣液混合物為何要設置防沖板?

對于氣液混合物,GB/T151的規定有如下規定:

GB/T151氣液混合物為何要設置防沖板?的圖1

       究其原因,是氣泡沖刷腐蝕破壞在作怪。

一般情況下,水在一個標準大氣下時會變成水蒸氣,而水的沸點會隨著壓力的降低而降低,當壓力降至2.3 kPa左右時,水在常溫下就會汽化,形成氣泡。在實際運行過程中,承壓設備內的壓力遠大于一個標準大氣壓。當液體壓力降低、速度增大或者溫度升高等情況下,液體中會產生氣泡。 

氣泡隨著液體流動,進入超過臨界壓力或者碰撞材料表面時,氣泡潰滅。潰滅的過程是極短的,對壁面產生液壓沖擊、機械力并伴有高溫,長期作用使壁面形成破壞區,一旦流體中存在腐蝕介質,材料將發生加速侵蝕。
氣泡大小、形狀、潰滅特性、氣相濃度、體積分率等,都會影響氣泡顆粒對材料的腐蝕。氣泡的沖擊會造成材料表面出現凹凸不平的潰滅點坑,是材料腐蝕的起始誘因。

當材料表面受到連續不斷由氣泡潰滅產生的沖擊作用時,將會導致材料疲勞失效,而流體的流動沖刷材料表面的保護膜,形成一系列點坑。 

造成氣泡沖刷腐蝕破壞的機理主要有兩個:
一、沖擊波理論,該理論認為空泡腐蝕是由于流體在氣泡潰滅時所形成的沖擊波將其所產生的巨大壓強作用到材料壁面,造成腐蝕破壞。沖擊波傳遞到壁面會產生脈沖應力,產生局部塑性變形失效,經氣泡的連續沖擊最終導致材料破壞。
二、微射流理論,該理論認為,靠近固體表面的氣泡,在受到壓力收縮潰滅時,在氣泡的爆破點處,將推動一束液體流沖向表面,引起金屬表面膜的破壞和金屬的塑性變形。此外,氣泡潰滅的瞬間,具有很高的壓力和溫度,其爆破中心處產生的沖擊波能直接破壞材料表面,使其熔化。


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