Что такоеклапанКавитация? Как от неё избавиться?
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd.
Тяньцзинь，КИТАЙ
19-й，Июнь，2023
Подобно тому, как звук может негативно влиять на человеческий организм, определенные частоты могут нанести серьезный ущерб промышленному оборудованию. При неправильном выборе регулирующего клапана возрастает риск кавитации, что приводит к высокому уровню шума и вибрации, вызывая очень быстрое повреждение внутренних и внешних трубопроводов.клапан.
Кроме того, высокий уровень шума обычно вызывает вибрацию, которая может повредить трубы, приборы и другое оборудование.КлапанС течением времени происходит деградация компонентов, кавитация клапанов, вызванная трубопроводной системой, что приводит к серьезным повреждениям. Эти повреждения в основном вызваны энергией вибрационного шума, ускоренным процессом коррозии и кавитацией, отражающейся в высоком уровне шума от вибрации большой амплитуды, генерируемой образованием и схлопыванием паровых пузырьков вблизи и ниже места усадки..
Хотя это обычно происходит в мячеклапаныи поворотные клапаны в корпусе, это может фактически происходить в течение короткого времени с высокой скоростью восстановления, аналогично пластинчатой части корпуса V-образного шара.клапан, особенноПоворотные затворына стороне клапана, расположенной ниже по потоку, когдаклапанВ месте установки клапана возникает повышенная нагрузка, что делает его подверженным кавитационному явлению и повышает вероятность утечек в трубопроводе и при сварке, поэтому данный клапан не подходит для этого участка трубопровода.
Независимо от того, происходит ли кавитация внутри клапана или за ним, оборудование в зоне кавитации будет подвергаться значительному повреждению сверхтонких пленок, пружин и консольных конструкций малого сечения; вибрации большой амплитуды могут вызывать колебания. Частые точки отказа обнаруживаются в таких приборах, как манометры, датчики давления, термопары, расходомеры, системы отбора проб. Исполнительные механизмы, позиционеры и концевые выключатели, содержащие пружины, будут подвергаться ускоренному износу, а монтажные кронштейны, крепежные элементы и соединители будут ослабевать и выходить из строя из-за вибрации.
Фреттинговая коррозия, возникающая между изношенными поверхностями, подверженными вибрации, часто встречается вблизи кавитационных клапанов. В результате образуются твердые оксиды, выступающие в качестве абразивов и ускоряющие износ между изношенными поверхностями. К пораженному оборудованию относятся запорные и обратные клапаны, а также регулирующие клапаны, насосы, вращающиеся сита, пробоотборники и любые другие вращающиеся или скользящие механизмы.
Высокоамплитудные вибрации также могут вызывать растрескивание и коррозию металлических деталей клапанов и стенок труб. Разбросанные металлические частицы или коррозионно-активные химические вещества могут загрязнять среду в трубопроводе, что может оказать существенное влияние на гигиеничность клапанных трубопроводов и высокочистых рабочих сред. Это также недопустимо.
Прогнозирование кавитационного разрушения пробковых клапанов — более сложная задача, и она не сводится к простому расчету падения давления в дроссельной заслонке. Опыт показывает, что давление в основном потоке может упасть до давления пара жидкости до локального испарения области и схлопывания парового пузырька. Некоторые производители клапанов прогнозируют преждевременное разрушение, определяя начальное падение давления, вызывающее повреждение. Метод, используемый производителями клапанов для прогнозирования кавитационного повреждения, основан на том факте, что паровые пузырьки схлопываются, вызывая кавитацию и шум. Было установлено, что значительного кавитационного повреждения можно избежать, если расчетный уровень шума будет ниже пределов, указанных ниже.
Размер лампы до 3 дюймов – 80 дБ
Размер лампы 4-6 дюймов – 85 дБ
Размер клапана 8-14 дюймов – 90 дБ
Лампы диаметром 16 дюймов и более – 95 дБ
Методы устранения кавитационных повреждений
Специальная конструкция клапана, исключающая кавитацию, использует разделение потока и ступенчатое падение давления:
«Разделение потока клапаном» заключается в разделении большого потока на несколько малых потоков, при этом траектория потока в клапане проектируется таким образом, чтобы поток проходил через ряд параллельных малых отверстий. Поскольку размер кавитационного пузырька зависит от размера отверстия, через которое проходит поток, меньшие отверстия позволяют образовывать мелкие пузырьки, что приводит к меньшему шуму и меньшему ущербу.
«Градуированное падение давления» означает, что клапан спроектирован с двумя или более точками регулировки, расположенными последовательно, поэтому вместо полного падения давления за один шаг, происходит несколько меньших шагов. Меньшее, чем индивидуальное падение давления, предотвращает снижение давления в зоне усадки из-за падения давления пара жидкости, тем самым устраняя явление кавитации в клапане.
Сочетание перепускного клапана и ступенчатого регулирования перепада давления в одном и том же клапане позволяет повысить устойчивость к кавитации. При модификации клапана расположение регулирующего клапана и давления на входе в него может быть выше (например, дальше от него или на меньшей высоте), что иногда устраняет проблемы, связанные с кавитацией.
Кроме того, размещение регулирующего клапана в месте с высокой температурой жидкости и, следовательно, низким давлением пара (например, в теплообменнике со стороны низкой температуры) может помочь устранить проблемы, связанные с кавитацией.
В результате проведенного анализа было установлено, что явление кавитации клапанов действительно связано не только со снижением их эксплуатационных характеристик и повреждением самих клапанов. Риску подвержены также трубопроводы и оборудование, расположенные ниже по потоку. Прогнозирование кавитации и принятие мер по ее устранению — единственный способ избежать проблемы дорогостоящих расходов на замену клапанов.
Дата публикации: 25 июня 2023 г.
