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射流一旦离开喷嘴,它的凝聚段不会太长。对此,射流的速度尤为重要。水经过泵送获得了压力,压力首先驱动水自泵至喷嘴,又使其以给定的速度通过喷嘴。在此期间,水流与管壁的摩擦形成了主要的压力损失,同时水流也因经过不同形状的流道以其湍流形成压力损失。当射流到达靶件时,射流以其速度形成的能量转变成冲击压力作用在欲工作的表面上。业已发现,打击在靶件上的射流流量和流速对这种转变效应非常重要,它们决定了到达靶件的射流功率和射流的作业效率,而泵控制着射流的流量,喷嘴出口截面面积控制着射流流速。当然,自喷嘴至靶件的距离,也就是靶距,以及喷嘴与靶件的相对位移速度,也是影响射流作业的重要参数。
所谓散水即从沙管喷嘴出来的水不集中,形成不了水柱从而根本无力切割。压力越大,散水现象越严重。事实上由于水分子粘性弱的特点,水流在高速运动时受到空间的阻力影响很容易分散,越是末端,分散越严重。无论有没有装砂管,也不论砂管如何都改变不了这种自然现象。只不过人们利用水射流的焦距实现有效切割而已。我们这里所说的散水是指水射流的焦距太短达不到有效切割的预期。导致散水的原因也是多方面的,常见的如宝石喷嘴损坏。只要把沙管拆下来,就很容易看到水从宝石喷嘴出来就是分散的。还有一种常见的就是砂管内壁起坑了。水流射到坑里反弹回来扰乱水流的正常轨迹,我们称这种现象为扰流。但扰流是砂刀管本身的问题,而是水柱和砂管内孔不同心,也就是射偏了。沙管的本职任务是凭借自身的硬度抵抗水柱边缘分散的水分子从而实现延长水射流的焦距目的。少量边缘分散的水分子对高硬度的沙管内壁的危害是有限的且需要一个较长的时间,这个时间即是砂管的正常使用寿命。但是,再硬的材料也无法抵挡高速水砂混合物的正面冲击,这种冲击必然会导致沙管。为此射偏的高压水柱对沙管内壁是致命的。这里再次补充说明一下,有些射偏的水柱由于偏移的角度较小不一定都会导致沙管内壁起坑,而是导致砂管口呈现椭圆或裂口的现象。
对于水刀来说,水刀砂和沙管都是它的常用耗材,相比之下沙管的价格要高很多。正常情况下,沙管的使用寿命大概是150个小时左右,但是实际使用过程中由于某些因素的影响,它的使用寿命往往达不到这个数值。 我们都知道石榴砂是一种尖角锋利的磨料,硬度也很大,所以在使用中对沙管会造成一定的磨损,这也是水刀磨料不建议使用棕刚玉的原因之一。因为棕刚玉的硬度更大,对砂管的磨损更大,导致砂管的寿命更低,整个使用成本远远大于石榴砂。其次,沙管的主要成分是钨和锆,虽然它们是很耐磨的材料,但是在使用中也要根据磨料来定其使用寿命。考虑到磨料本身的特点,所以对砂管的磨损是不可避免的。 除了这个问题之外,水刀砂的干净程度对于沙管的质量也有很大影响,因为水刀砂不干净或者含有过多的粉尘不仅没有切割效果,还可能造成砂管的报废,这样沙管的寿命就急剧减少,所以一定要买干净粉尘少的。 水刀砂都是经过多次磁选、筛分、水洗和烘干的,所以在干净度和粉尘杂质方面有着严格的质量控制标准,这样在其使用过程中的时候就不会出现因沙管有灰尘和大颗粒等而造成的堵头问题,有助于延长了砂管的使用寿命。
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