3. Phễu trộn
5.1.1. Phân tích sự mòn cơ học của van
Khi van làm việc thì các hạt mài trong dung dịch teo dòng chảy bắt đầu gây ra va đập, cọ xát vào bề mặt các chi tiết của van và gây ra mòn. Các hạt mài ở đây là do chính bản thân dung dịch cũng chữa các hạt rắn như các hạt làm nặng BaSO4, Fe2O3, chất kết tủa Na2CO3... và phải kể đến các hạt rắn như thạch anh, đá, cát, nham thạch… từ dưới giếng khoan lên do quá trình làm sạch dung dịch vẫn còn sót lại. Các hạt này có độ cứng lớn hơn rất nhiều so với kim loại chế tạo chi tiết của van. Khi các hạt mài này tiếp xúc với bề mặt chi tiết của van thì xảy ra hai khả năng: va đập vào chi tiết và trượt trên bề mặt chi tiết. Khi các hạt này va đập vào bề mặt các chi tiết làm cho bề mặt các chi tiết bị biến dạng đồng thời phá vỡ kết cấu kim loại cấu tạo lên chi tiết và làm cho bề mặt chi tiết xuất hiện các vết rỗ và bong các vẩy kim loại. Khi các hạt trượt trên bề mặt chi tiết thì sẽ cắt xén vật liệu của chi tiết và làm cho bề mặt chi tiết bị xước. Tuy nhiên các hạt tiếp xúc với các chi tiết chủ yếu là ở dạng va đập. Nhiều lần như vậy sẽ gây nên sự mòn hỏng cho các chi tiết của cụm van thủy lực làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và khả năng làm việc của van.
Ngoài ra các hạt mài còn có thể bị nhét vào giữa các bề mặt lắp ghép cứng của đế van và đĩa van khi đóng. Lúc đầu các hạt có kích thước nhỏ sau đó đến các hạt có kích thước lớn dần. Tại thời điểm các hạt mài phân vụn trong bề mặt lắp ghép cứng thì các vị trí tiếp xúc của chi tiết với hạt mài xuất hiện các ứng xuất cực đại. Ứng xuất này lớn hơn nhiều so với ứng xuất giới hạn cho phép của các mối ghép trong van. Sự lặp đi lặp lại nhiều lần như vậy trong quá trình làm việc của van gây ra mòn hỏng bề mặt các chi tiết của van. Khi giữa các chi tiết bị mòn tạo độ rơ thì lúc này vị trí tương đối giữa các đĩa van và bề mặt đế van bị mất đi, đồng thời lò xo nén đĩa van bị yếu do biến dạng mòn và các ống dẫn hướng của đĩa van bị mòn ô van đường kính trong làm cho đĩa van làm việc không còn vuông góc với bề mặt lắp ghép của mặt đế van, dẫn đến đế van bị cong và kéo theo đệm làm kín bị rách.
Lúc này van đóng không còn được kín dẫn đến quá trình mòn hỏng của van diễn ra một cách nhanh chóng.
Sự mòn hỏng của van do trong chất lỏng có pha rắn tạo ra một số dạng hỏng ở van như sau:
- Mòn vảy nhỏ: là bề mặt chi tiết xuất hiện các vết rỗ nhỏ nông và thưa. Dạng mòn hỏng này ứng với cuối giai đoạn chạy mài.
- Mòn vảy lớn: là bề mặt chi tiết xuất hiện các vết rỗ lớn, sâu và dày. Dạng mòn hỏng này ứng với giai đoạn mài mòn.
- Mòn lỗ thủng (mòn toàn bộ bề mặt): là bề mặt chi tiết bị mòn thủng trầm trọng, không còn khả năng tiếp tục làm việc. Dạng mòn này ứng với giai đoạn mài mòn sự cố.
Máy bơm piston thực hiện nhiệm vụ bơm dung dịch khoan, vì thế nên van thủy lực thường xuyên phải tiếp xúc với dung dịch khoan dẫn đến hiện tượng bề mặt của van xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Sự ăn mòn điện hóa này gây ra sự bào mòn bề mặt chi tiết của van. Cộng với áp suất dòng chảy của dung dịch tạo lên sự xói mòn bề mặt chi tiết. Quá trình ăn mòn cứ như vậy diễn ra cho đến khi gây hỏng van.
Dòng chảy của dung dịch tạo lên sự xói mòn bề mặt chi tiết. Quá trình ăn mòn cứ như vậy diễn ra cho đến khi gây hỏng van.