Что такоеклапанКавитация? Как её устранить?
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd.
Тяньцзинь，КИТАЙ
19-го，Июнь，2023
Так же, как звук может оказывать негативное воздействие на организм человека, определенные частоты могут нанести ущерб промышленному оборудованию, если регулирующий клапан выбран неправильно, существует повышенный риск кавитации, что приведет к высокому уровню шума и вибрации, что в свою очередь приведет к очень быстрому повреждению внутренних и нижних трубопроводовклапан.
Кроме того, высокий уровень шума обычно вызывает вибрацию, которая может повредить трубы, приборы и другое оборудование.КлапанС течением времени происходит деградация компонентов и кавитация клапанов, что обусловлено подверженностью трубопроводной системы серьёзным повреждениям. Эти повреждения в основном вызваны энергией вибрационного шума, ускоренным процессом коррозии и кавитацией, проявляющейся в высоком уровне шума и вибраций большой амплитуды, возникающих при образовании и схлопывании паровых пузырьков вблизи и ниже по потоку от усадки..
Хотя это обычно происходит в мячклапаныи поворотных клапанов в корпусе, это может фактически произойти в коротком, высоком восстановлении, аналогичном части корпуса вафельного клапана V-образного шараклапан, особеннодроссельные клапанына выходной стороне клапана, когдаклапаннаходится под напряжением в одном положении, подверженном явлению кавитации, которое подвержено утечкам в трубопроводе клапана и ремонту сварки, клапан не подходит для этого участка линии.
Независимо от того, возникает ли кавитация внутри клапана или за ним, оборудование в зоне кавитации будет подвергаться значительным повреждениям, включая сверхтонкие плёнки, пружины и консольные конструкции малого сечения. Вибрации большой амплитуды могут спровоцировать колебания. Часто встречаются отказы в таких приборах, как манометры, датчики, термопарные гильзы, расходомеры, системы отбора проб. Приводы, позиционеры и концевые выключатели, содержащие пружины, подвергаются ускоренному износу, а монтажные кронштейны, крепёжные элементы и разъёмы ослабевают и выходят из строя из-за вибрации.
Фреттинг-коррозия, возникающая между изношенными поверхностями, подверженными вибрации, часто встречается вблизи кавитационных клапанов. В результате образуются твердые оксиды, которые служат абразивами и ускоряют износ изношенных поверхностей. К подверженному воздействию оборудования относятся запорные и обратные клапаны, а также регулирующие клапаны, насосы, вращающиеся сита, пробоотборники и любые другие вращающиеся или скользящие механизмы.
Высокоамплитудные вибрации также могут привести к растрескиванию и коррозии металлических деталей клапанов и стенок трубопроводов. Рассеянные металлические частицы или едкие химические вещества могут загрязнять среду в трубопроводе, что может оказать существенное влияние на гигиеничность трубопроводов клапанов и чистоту трубопроводов. Это также не допускается.
Прогнозирование кавитационного разрушения пробковых клапанов более сложно и не сводится к простому расчёту падения давления на штуцере. Опыт показывает, что давление в основном потоке может упасть до давления паров жидкости до локального испарения и схлопывания парового пузыря. Некоторые производители клапанов прогнозируют преждевременное разрушение вследствие затмения, определяя начальное падение давления, приводящее к повреждению. Метод производителей клапанов, основанный на прогнозировании кавитационного разрушения, основан на том факте, что паровые пузырьки схлопываются, вызывая кавитацию и шум. Установлено, что значительного кавитационного разрушения можно избежать, если расчётный уровень шума ниже указанных ниже пределов.
Размер клапана до 3 дюймов – 80 дБ
Размер клапана 4-6 дюймов – 85 дБ
Размер клапана 8-14 дюймов – 90 дБ
Размеры клапанов 16 дюймов и более – 95 дБ
Методы устранения кавитационных повреждений
Специальная конструкция клапана для устранения кавитации использует разделение потока и ступенчатый перепад давления:
«Клапанное распределение» заключается в разделении большого потока на несколько малых потоков. Проток клапана спроектирован таким образом, что поток проходит через ряд параллельных небольших отверстий. Поскольку доля размера кавитационного пузырька определяется отверстием, через которое проходит поток, то меньшее отверстие позволяет формировать мелкие пузырьки, что приводит к снижению шума и уменьшению ущерба при повреждении.
«Градуированное падение давления» означает, что клапан спроектирован с двумя или более последовательными точками регулировки, поэтому вместо полного падения давления за один шаг он использует несколько более мелких. Меньшее падение давления, чем отдельные ступени, может предотвратить падение давления в зоне усадки, вызванное падением давления паров жидкости, тем самым исключая явление кавитации в клапане.
Сочетание функций отвода и регулирования перепада давления в одном клапане позволяет повысить кавитационную стойкость. При модификации клапана регулирующий клапан устанавливается с более высоким давлением на входе (например, выше по потоку или на меньшей высоте), что иногда устраняет проблемы с кавитацией.
Кроме того, размещение регулирующего клапана в месте с низкой температурой жидкости и, следовательно, низким давлением пара (например, в теплообменнике с низкой температурой) может помочь устранить проблемы с кавитацией.
В обзоре показано, что явление кавитации в клапанах действительно связано не только с ухудшением их характеристик и повреждением. Под угрозой также находятся трубопроводы и оборудование, расположенные ниже по потоку. Прогнозирование кавитации и принятие мер по её устранению — единственный способ избежать проблемы высоких затрат на замену клапанов.
Время публикации: 25 июня 2023 г.
