超高壓針閥出現故障的關鍵原因？（1）

食品加工業用超高壓安全裝置的特征是經受的壓力高(>100MPa)，循環系統荷載頻次多(持續工作通常為2.5次/h，所以，超高壓設備規定強度高，耐損耗性能指標好，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揮不了作用，所以目前的針閥應用周期短，嚴重影響著高壓食品的產業發展進程,對其發揮不了作用機理的研究與分析，是增強針閥使用期限的關鍵。

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.當開啟閥門時，超高壓液態忽然間釋放，流動速度大幅度提升，而靜壓力突然減少.當節流口后的壓力到達或少于水所處情況下的飽和蒸汽壓時，一部分液態就汽化成為了氣體，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.除此之外液態內含有相應數目的氣泡，這一些氣泡也會造成氣蝕.液態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性能相關.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關系R.氣蝕毀壞與材料的疲勞強度也相關，這主要是因為持續形成的氣泡持續崩潰，對零件的表層形成重復性的沖擊性.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，液態的雷諾數很高，非常容易形成湍流運動5.流體中每個流體微團都有著較高的速率，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，液態中還有可能出現一部分固態微小顆粒物，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。

3、高溫腐蝕

當髙速水流沖擊性閥芯表層時，環境溫度上升，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合金等材料，在結構上可選用分級降壓、設計科學有效的緩沖室構造和避免空化的構造。