高壓清洗機是應用非常廣泛的清洗設備，目前很多企業(yè)都用采用高壓清洗機來進行各種各樣的清洗作業(yè)。而高壓噴嘴是高壓水射流發(fā)生裝置最重要的執(zhí)行元件，它使得高壓水最終形成了高壓水射流，而且制約著系統(tǒng)的各個部件，它的使用壽命和耐磨性都直接關系到被清洗對象的清洗質量和成本。在工作中，由于環(huán)境的惡劣，水中雜質等各種因素使得高壓噴嘴的磨損很嚴重，嚴重影響到噴嘴的使用壽命，這時就需要在操作過程中更換噴嘴，因此嚴重增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)效率，并影響到清洗質量。

 

高壓噴嘴的磨損現(xiàn)象是比較復雜的情況，是指雜質粒子和高速水射流與噴嘴內壁相互作用的結果。沖蝕磨損是指含有雜質粒子的射流對噴嘴的磨損，沖蝕磨損主要有三種磨損形式，即微切削、應力疲勞和脆性斷裂三種。一般來說，硬度較高的材料，抗顆粒切入及微切削的能力較強，噴嘴沖蝕磨損形式表現(xiàn)的是應力疲勞斷裂和脆性斷裂這兩種，而硬度低韌性高的材料，抗脆性斷裂的能力較強，抗微切削作用的能力比較弱，所以噴嘴沖蝕磨損的形式表現(xiàn)在微切削上。研究認為這三種以上磨損形式都是同時發(fā)生的，只是由于材料的特性和粒子沖擊后的應力狀態(tài)不同，三種磨損形式所占比列不同。下面主要介紹一下沖蝕磨損的三種磨損形式。

 

 

噴嘴材料的硬度較低韌性較高時，雜質粒子的法向運動速度分量使得雜質粒子先壓入被沖蝕材料的表面，然后在切向速度的作用下顆粒沿著材料表面切向運動一段距離，粒子如同刀具一樣，對表面材料進行切削。噴嘴的中間段比較容易發(fā)生微切削磨損，這是因為中間段粒子撞擊噴嘴壁面的角度較小，不易發(fā)生反彈，而粒子沿表面軸向方向運動的幾率和距離相對大一些。

 

 

當粒子以較大的角度作用于噴嘴表面時，而且噴嘴的材料又比較硬時，材料不具備被切削的條件。這時，粒子和表面材料接觸時大部分發(fā)生滾動、壓入和犁皺，表面材料會發(fā)生很大的變形，在雜質粒子的反復作用下，壁面同時受到高壓水射流的不斷沖擊，就會導致材料加工硬化或者其它變化，讓裂紋逐漸形成和擴散，直到應力超過材料的強度極限后，最后造成材料從表面脫落，像這樣表面微觀組織受到周期性載荷作用而產(chǎn)生磨損，被稱為低周疲勞磨損。

 

 

由于雜質粒子壓入材料表面而具有靜態(tài)的應力狀態(tài)，所以，大多數(shù)材料都會發(fā)生塑性變形。但是會有些硬度較高的材料斷裂破壞占主要地位。脆性材料的壓痕斷裂受到載荷大小、壓力形狀及尺寸、周圍環(huán)境等外部條件和材料的硬度及斷裂韌性的內部條件影響。硬度較高和粒度較大的雜質顆粒對材料的沖擊，造成材料表層形成橫向和徑向兩種裂紋。高壓水射流對裂紋沖擊、楔入、擠脹，再加上后續(xù)粒子的沖擊，使得裂紋不斷擴大，兩種裂紋相交時則形成碎片，從而導致材料的斷裂。這種裂紋最容易發(fā)生在噴嘴的出口附近，因為隨著出口的收縮，根據(jù)流體力學原理，射流和粒子的速度都顯著的增加，這使得粒子和水的沖擊能力都迅速增大。更重要的是，噴嘴出口的幾何形狀使得噴孔邊緣較薄，抗沖擊能力較弱，導致裂紋很容易擴展到噴孔的外表面。這些因素都增加了噴孔處發(fā)生脆性斷裂的可能性。

 

綜上所述，我們介紹了高壓噴嘴的磨損機理，只有理解了高壓噴嘴的磨損機理，才能解決噴嘴磨損的問題，這對使用高壓清洗機降低清洗成本、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。