日本SMC電磁閥的常見問題以及改進方案

影響SMC電磁閥使用壽命的主要直接原因是氣蝕與沖刷。另外，如閥的阻力大小、流向、開度的大小，這些都因可 增加或減小氣蝕、沖刷的作用而成為影響高壓 調(diào)節(jié)閥壽命 的間接原因。

(1)    氣蝕調(diào)節(jié)閥工作時，閥內(nèi)壓力的變化曲線在節(jié)流處流動面積小，流速高,速度能 大。隨著速度能的增加，壓力能就下降/當(dāng)壓力低于 該介質(zhì)的飽和蒸汽壓iv值后，液體便氣化，逸出氣泡，形成氣液兩相流動，這就是;所謂閃蒸，流經(jīng)節(jié)流區(qū)后，流速下降,速度能又下降，壓力 能又上升。若壓力回升到高于pv值后，液體中的氣泡便破裂而又成液體，這種現(xiàn)象稱為空化。根據(jù)氣泡 理論，在氣泡破裂的瞬時可產(chǎn)生高達數(shù)百公斤的爆破壓力。此壓力若作用在材料表面上，就像小彈頭一樣 沖擊在金屬表面上，不斷作用的結(jié)果，材料表面會形成蜂窩狀的小孔。同時，還會引起振動和噪音， 這種現(xiàn)象即所謂氣蝕，這時的噪音稱為氣蝕噪音。氣蝕是造成高壓閥使用壽命短的主要因素。

SMC電磁閥在節(jié)流中，由于壓差大、流速高、沖刷能力就很強將使材料按著介質(zhì)流動的方向沖刷成流線形的槽。閥的開度越小，節(jié)流間隙越小，沖刷就越厲害。

(3)    流向介質(zhì)的流動方向?qū)﹂y的使用壽命大有 影響。對流開型(底進側(cè)出)，介質(zhì)首先通過 閥座通道緩慢節(jié)流？壓力逐步下降,流經(jīng)節(jié)流口后，面積突然擴大，使壓力急劇回升，氣泡迅速破裂，因此，氣蝕作用強。同時，介質(zhì)往上流動,氣蝕與沖刷又主要作 用在密封面上(見圖3),致使閥的密封面很快破壞，所 以壽命短；對流閉型(側(cè)進底出)，介質(zhì)首先通過節(jié)流口，使壓力急劇下降，在流經(jīng)閥座通道過程 中,面積逐步擴大，壓力緩後@升，流出閥座后，面積突 然擴大，壓力才急劇回升。此時,氣蝕作用強，但已經(jīng)在閥座下面，而節(jié)流口和閥芯密對面處氣蝕作用小 甚至沒有氣蝕作用，因此,主要破壞在閥芯頭上而不是

同時，介質(zhì)往下流動，使得破壞部位下移，進一步保護了密封面。故流閉型使用壽命 長。在同樣工作條件下，流閉型可比流開型的使用壽 命長1/4~1/2倍左右。若閥處在小開度工作時，使用 壽命可成倍增加。

(4)    節(jié)流阻力調(diào)節(jié)閥不同節(jié)流阻力時的壓力變 化曲線如圖5所示。阻力大的損失大，恢復(fù)小;阻力小 的損失小，恢復(fù)大。由于系統(tǒng)要求的壓降1 一定的，由 圖6可見,在滿足這一壓陣的舫提下（即固定壓降),節(jié) 流阻力小，壓力恢復(fù)大，在Pv線下的閃蒸區(qū)則大，自 然氣蝕作用強：反之，節(jié)流阻力大，壓力恢復(fù)小，線 下的閃蒸區(qū)小，氣蝕作用相應(yīng)堿小。因此，為減少閃蒸 以減少氣蝕，應(yīng)盡量增大節(jié)流阻力。

關(guān)于這一點，我們還可以從壓力恢復(fù)系數(shù)值的大小看出，對低阻力的蝶閥、球閥

就是說，低阻力的蝶閥、球 閥,其壓力恢復(fù)程度比單、雙座閥大近2倍，角閥比單、雙座閥大1.1~1.2倍左右。

(5)    開度大小倜的開度大，閥芯密封面遠離節(jié)流口，沖刷與氣蝕相應(yīng)較弱,可提高閥使用壽命;若開 度太小，閥芯密封面接近節(jié)流口，沖刷與氣蝕作用較大?？梢婇_度的影響是十分嚴(yán)重的。這一點 往往不被人們所重視。

(6)    節(jié)流件長度增長節(jié)流件長度，即增長閥芯 頭長度和閥座通道(即閥座的厚度)，除使閥的節(jié)流阻 力增加，閥的使用壽命相應(yīng)增加外，對流閉型使用的調(diào)節(jié)閥，因節(jié)流件長度增加,壓力的急劇回升延后，氣蝕部位相應(yīng)延后，起到了保護密封面和閥芯有效節(jié)流面 的作用，增長了閥的使用壽命。反之，節(jié)流件長度太短，顯然是不利的。

2.      流向的決定

流向應(yīng)根據(jù)閥的具體工作情況正確選定。超高壓調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)從使用壽命和穩(wěn)定性兩個方面考慮。

令將閥芯頂?shù)牟黄胶饬ψ饔脼?ldquo;一將閥芯壓 閉的不平衡力作用為。，若干擾使不平衡力增加，閥則被頂開少許。因閥被頂開，壓差減小，又使得不平衡力減小，故有自己消除干擾的作用，閥穩(wěn)定性就好;,若干擾使不平衡力增加，閥被壓閉少許，它不但不能消除，反而使得不平衡 力進一步增加，若閥的剛度小，其結(jié)果必將導(dǎo)致振蕩， 故穩(wěn)定性差當(dāng)高壓調(diào)節(jié)閥流向不同，只是壓力的作用面積隨之變化，但作 用方向始終不變，都是將閥芯頂開的，故閥始終穩(wěn)定

3.      對節(jié)流件材料的要求

單級節(jié)流式SMC電磁閥的使用壽命主要取決于節(jié)流件材料，即取決于節(jié)流件材料耐氣蝕抗沖刷的能力。過 去，為達到這一目的，比較單純地追求材料硬度，認為越硬越好，甚至采用硬質(zhì)合金加工閥芯、閥座,但使用 效果并非很好。實際上，它還與材料的彈性和軔性有 關(guān)。這里可舉一個模擬氣蝕的例子加以說明。將開有槽的工件放在刨床上間斷切削，刨刀切削沖擊力相當(dāng) 于氣泡破裂的沖擊力，刨刀尖對工件的切削作用相當(dāng) 于氣泡破裂沖擊力對節(jié)流件的作用，切削工件的難易 程度相當(dāng)于氣蝕對材料的破壞難易程度。此時我們會發(fā)現(xiàn),工件硬并不難加工，硬而脆使鐵屑成粉末狀 反而易于切下。若工件有一定硬度，還有較好的韌性 和彈性，此時加工就困難了，工件將產(chǎn)生所謂讓刀現(xiàn) 象，不易被切下。由此可見，材料要求耐氣蝕抗沖刷， 除具有一定硬度外,還必須有一定的軔性和彈性，兩者 是同等重要的。若單純追求硬度，降低了軔性、增加了脆性，反而是不利的。

日本SMC電磁閥的常見問題以及改進方案