Русский
Что такое кавитационное явление в клапане
Создано 03.20
Что такое явление кавитации
Подобно тому, как звук может негативно влиять на человеческий организм, определенные частоты могут нанести ущерб промышленному оборудованию. При неправильном выборе регулирующего клапана возрастает риск кавитации, что приводит к высокому уровню шума и вибрации, способным вызвать очень быстрое повреждение внутренних частей клапана и трубопроводов после него. Кроме того, высокий уровень шума часто вызывает вибрации, которые могут повредить трубы, приборы и другое оборудование.
С течением времени клапан ухудшает свои компоненты, а кавитация, возникающая в клапане, вызывает серьезные повреждения трубопроводной системы. Эти повреждения в основном вызваны вибрацией и шумовой энергией, что ускоряет процесс коррозии. Образование и коллапс сужающего потока рядом и ниже по течению пузырька, возникающего из-за вибрации большой амплитуды высокого уровня шума, отражаемого кавитацией. Хотя это обычно происходит с шаровыми и поворотными клапанами в корпусе клапана, на самом деле это может происходить на коротком, высоковосстанавливающем секционном теле в форме вафли V-образного шарового клапана, в частности, на стороне ниже по течению трубопровода клапана бабочки. Когда клапан подвергается нагрузке в определенном положении, легко возникает кавитация, что приводит к утечкам в трубопроводе и сварочному ремонту клапана, и клапан не подходит для этого участка трубопровода.
Независимо от того, происходит ли кавитация внутри или ниже клапана, оборудование в зоне кавитации может быть значительно повреждено. Ультратонкие листы, пружины и малосеченевые консольные конструкции, большие амплитуды вибрации могут возбуждать колебательные неисправности. Часто неисправности обнаруживаются в таких приборах, как манометры, передатчики, термопары, расходомеры, системы отбора проб. Приводы, позиционеры и концевые выключатели, содержащие пружины, будут подвергаться ускоренному износу, а монтажные кронштейны, крепежные элементы и соединители будут ослабляться и выходить из строя из-за вибрации.
Микрокоррозия, возникающая между изнашивающимися поверхностями, подверженными вибрации, часто встречается в соседних с кавитирующими клапанами. Это приводит к образованию твердых оксидов, которые действуют как абразивный износ между изнашивающимися поверхностями. Повреждаемое оборудование включает запорные и обратные клапаны, помимо регулирующих клапанов, насосов, вращающихся сит, пробоотборников и любых других вращающихся или скользящих механизмов.
Вибрации с высокой амплитудой также могут вызывать трещины и коррозию металлических частей клапанов и стенок труб. Разбросанные металлические частицы или коррозионные химические материалы могут загрязнять среду в трубопроводе, что может оказать существенное влияние на санитарные клапаны и трубопроводы высокой чистоты. Это также недопустимо.
Прогнозирование кавитационного разрушения запорных клапанов более сложное и не является простой расчетом падения давления при блокировке. Опыт показывает, что возможно, что давление в основном потоке жидкости падает до точки, где паровое давление жидкости приводит к локальной парообразованию и коллапсу парового пузырька в этой области. Некоторые производители клапанов предсказывают раннее разрушение от эрозии, определяя начальное падение давления повреждения. Метод предсказания повреждения от кавитации, используемый производителем клапанов, основан на том, что именно коллапс паровых пузырьков вызывает кавитацию и шум. Производитель определил, что значительное повреждение от кавитации можно избежать, если рассчитанный уровень шума ниже пределов, указанных ниже.
Размер клапана до 3 дюймов - 80 дБ
Размер клапана 4-6 дюймов - 85 дБ
Размер клапана 8-14 дюймов - 90 дБ
Размер клапана 16 дюймов и более - 95 дБ
Методы устранения повреждений от кавитации
Специальные клапаны, разработанные для устранения кавитации, используют разделенный поток и градуированное падение давления:
"Клапан шунт" предназначен для разделения большого потока на несколько малых потоков и проектирования потока клапана так, чтобы поток проходил через несколько параллельных малых отверстий. Поскольку размер кавитационного пузыря рассчитывается по отверстию, через которое проходит поток. Меньшие отверстия создают маленькие пузыри, что приводит к меньшему шуму и меньшему повреждению, когда
"Градуированное падение давления" означает, что клапан спроектирован так, чтобы иметь две или более точки регулировки, соединенные последовательно, так что вместо полного падения давления за один шаг, оно происходит за несколько меньших шагов. Меньшее, чем индивидуальное падение давления, предотвращает падение давления в сужении ниже парового давления жидкости, тем самым устраняя кавитацию клапана.
Комбинация шунтирования и ступенчатого снижения давления в одном клапане позволяет улучшить сопротивление кавитации за счет: При модификации клапана давление на входе регулирующего клапана выше (например, дальше по потоку или на более низкой высоте), что иногда может устранить кавитацию.
Кроме того, размещение регулирующего клапана в месте с низкой температурой жидкости и, следовательно, низким давлением пара (например, на криогенной стороне теплообменника) может помочь устранить проблемы с кавитацией.
Резюме показало, что явление кавитации в клапанах действительно не только снижает производительность и повреждает клапаны. Трубопроводы и оборудование, расположенные ниже по потоку, также подвергаются риску. Прогнозирование кавитации и принятие мер по ее устранению — единственный способ избежать проблемы дорогостоящего потребления клапанов.
Контакт
Оставьте свои контактные данные, и мы свяжемся с вами.