Kawitacja jest procesem mechanicznym, który determinuje powstawanie na powierzchni metalu większych lub mniejszych wyżłobień i wżerów, które tworzone są w ramach intensywnego oddziaływania cieczy. Zjawisko kawitacji występuje głównie w turbinach wodnych, pompach i śrubach okrętowych. Zjawisko może być potęgowane przez środowiska korozyjne.

Przebieg procesu kawitacji

Pod wpływem nieregularności w strumieniu cieczy powstają strefy o niewielkim ciśnieniu, które wytwarzają kieszenie parowe. Poprzez nagłą zmianę ciśnienia wynikłą z nieregularnego przepływu cieczy, kieszenie parowe znacząco zmniejszają swoją objętość, co generuje znaczną siłę kinetyczną w postaci uderzeń, którym towarzyszą ciśnienia rzędu kilkuset atmosfer. Tak duże ciśnienia działające miejscowo powodują zniszczenie metalu. Przebieg procesu kawitacji zależy od wielu czynników, między innymi od temperatury.

Wpływ struktury i rodzaju stali na kawitację

Austenityczne i martenzytyczne stale odporne na korozję odznaczają się wyraźnie większą odpornością na kawitację od stali z niewielką ilością domieszek stopowych, niezależnie od tego, czy występują w postaci lanej, czy kutej. Wpływ struktury metalu na intensywność kawitacji jest nieznaczny. Stale austenityczne typu 18/8 są mniej odporne na kawitacje niż stale martenzytyczne zawierające 3 proc. domieszki Ni i 14 proc. domieszki Cr. Warto zaznaczyć, że dodatek niklu do stali martenzytycznych poprawia jej odporność na kawitację.

Wpływ składu cieczy na kawitację

Proces kawitacji zależny jest od środowiska korozyjnego jedynie w nieznaczny sposób. Intensywność kawitacji w wodzie morskiej jest niemal identyczna, jak intensywność kawitacji w wodzie słodkiej. Podobne efekty uzyskiwane są w przypadku kwasu siarkowego i solnego, gdzie proces kawitacji praktycznie nie różni się. Proces kawitacji zachodzi najwolniej w olejach.

Wpływ twardości na kawitację

Odporność na proces kawitacji jest tym większa, im większa jest twardość stali o określonym składzie chemicznym. Duży wpływ twardości stali na odporność na kawitację związany jest z koniecznością dokładniejszego określania obróbki cieplnej elementów, które mają być odporne na działanie kawitacji.

Wpływ spawania na kawitację

Ze względów ekonomicznych lub produkcyjnych często niektóre elementy stali z mniejszą ilością domieszek stopowych natapia się warstwami stali odpornych na korozję. Najlepsze wyniki względem intensywności procesu kawitacji warstwy stali natapianej uzyskano przy użyciu elektrod typu 17/7, niezależnie od ilości warstw natapianej powłoki. Taki stan rzeczy powodowany jest przez fakt, że po natopieniu uzyskano najtwardszą stal. Dobre wyniki uzyskuje się przy zastosowaniu stali dwufazowych austenityczno-ferrytycznych.

Robert Piotrkowski


comments powered by Disqus