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食品加工業(yè)用超高壓安全裝置的特征是經(jīng)受的壓力高(>100MPa)，循環(huán)系統(tǒng)荷載頻次多(持續(xù)工作通常為2.5次/h，所以，超高壓設(shè)備規(guī)定強(qiáng)度高，耐損耗性能指標(biāo)好，可快裝快拆，密封效果明顯。超高壓器皿的卸壓閥不僅能安全卸壓又要能耐用的密封，

而超高壓液體撞擊使閥芯遭受損壞，失去了密封性能而發(fā)揮不了作用，所以目前的針閥應(yīng)用周期短，嚴(yán)重影響著高壓食品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程,對其發(fā)揮不了作用機(jī)理的研究與分析，是增強(qiáng)針閥使用期限的關(guān)鍵。

一、密封面磨損

1、氣蝕與氣蝕損壞

針閥通常在超高壓差下工作，閥芯與閥座接觸到環(huán)周邊的流動速度，并且水的汽化的壓力又高，所以在超高壓閥中非常容易形成空化與閃蒸.當(dāng)開啟閥門時，超高壓液態(tài)忽然間釋放，流動速度大幅度提升，而靜壓力突然減少.當(dāng)節(jié)流口后的壓力到達(dá)或少于水所處情況下的飽和蒸汽壓時，一部分液態(tài)就汽化成為了氣體，形成氣液兩相并存的狀況，這也是空化效果的初次階段，即閃蒸階段。

第二階段是這些氣泡的開裂，即空化階段.在這階段后，閥門的壓力上升到飽和蒸汽壓以上，氣泡忽然間開裂，任何的動能都聚集在開裂點上形成非常大的撞擊力，這類沖擊性的壓力較高時都可以超出1GPa24.所以撞擊閥芯、閥座和閥體，這類毀壞效果稱為氣蝕.除此之外液態(tài)內(nèi)含有相應(yīng)數(shù)目的氣泡，這一些氣泡也會造成氣蝕.液態(tài)中氣蝕在錐形閥芯和閥座上形成兩種類型的侵蝕，一種是大尺寸的凹痕，是由單個氣泡的開裂造成的；另一種是一-些較小的凹痕，是由一部分強(qiáng)度偏弱的沖擊性積累效果而成的。所以失效后的閥芯表層有大小不一的凹痕。

氣蝕的毀壞效率與材料的力學(xué)性能相關(guān).對大部分材料而言，抗氣蝕的能力隨材料硬度的提升而提升，彼此之間大概成指數(shù)關(guān)系R.氣蝕毀壞與材料的疲勞強(qiáng)度也相關(guān)，這主要是因為持續(xù)形成的氣泡持續(xù)崩潰，對零件的表層形成重復(fù)性的沖擊性.除此之外，水里氧氣的含量，閥芯的樣式，閥口開度，出口背壓等對氣蝕都是有影響。

2、沖蝕損壞

由于在超高壓差和高流動速度下，液態(tài)的雷諾數(shù)很高，非常容易形成湍流運動5.流體中每個流體微團(tuán)都有著較高的速率，會對閥芯與閥座形成極大的沖擊性效果，使其表層形成好幾道溝痕.除此之外，液態(tài)中還有可能出現(xiàn)一部分固態(tài)微小顆粒物，這一些顆粒物由髙速液流隨帶著沖向零件表層，也會在零件表層刮出印痕.髙速水流造成的侵蝕和徼小顆粒造成的侵蝕樣式上基本一致，全部都是一道道拉長的溝槽，其方位與流動方位一致，而氣蝕形成的侵蝕則是大小不一的坑.沖蝕特別明顯的位置是在閥芯的中心，這是因為此處流動速度較高，而氣蝕侵蝕極為明顯的位置則在流動速度較高部位的下游.除此之外，閥門開度越大，氣蝕侵蝕越明顯.而開度越小，沖蝕越明顯R.通常情況下，材料的硬度越高，抗沖蝕的的能力就越強(qiáng)。

3、高溫腐蝕

當(dāng)髙速水流沖擊性閥芯表層時，環(huán)境溫度上升，使其硬度減少，抗磨損的能力也隨之減少，造成氣蝕與沖蝕更為嚴(yán)重。要提升閥的抗氣蝕、沖蝕損壞及高溫腐蝕的的能力，對閥座與閥芯可通過表層硬化加工處理或選用工具鋼及硬質(zhì)合金等材料，在結(jié)構(gòu)上可選用分級降壓、設(shè)計科學(xué)有效的緩沖室構(gòu)造和避免空化的構(gòu)造。