Co to jestzawórKawitacja? Jak ją wyeliminować?
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd
Tianjin,CHINY
19.,Czerwiec,2023
Podobnie jak dźwięk może mieć negatywny wpływ na ludzkie ciało, tak pewne częstotliwości mogą siać spustoszenie w urządzeniach przemysłowych, gdy prawidłowo dobrany jest zawór sterujący, istnieje zwiększone ryzyko kawitacji, która doprowadzi do wysokiego poziomu hałasu i wibracji, co spowoduje bardzo szybkie uszkodzenie wewnętrznych i dolnych rurzawór.
Ponadto wysoki poziom hałasu zwykle powoduje wibracje, które mogą uszkodzić rury, instrumenty i inny sprzętZawórZ upływem czasu, degradacja komponentów i kawitacja zaworów powodują, że system rurociągów jest podatny na poważne uszkodzenia. Uszkodzenia te są najczęściej spowodowane energią hałasu drgań, przyspieszonym procesem korozji i kawitacją, odzwierciedloną wysokim poziomem hałasu drgań o dużej amplitudzie generowanych przez tworzenie się i zapadanie pęcherzyków pary w pobliżu i za skurczem..
Chociaż zwykle zdarza się to w piłcezaworyi zaworów obrotowych w korpusie, może to faktycznie nastąpić w krótkim, szybkim odzyskiwaniu podobnym do części korpusu płytki V-ballzawór, zwłaszczazawory motylkowepo stronie wylotowej zaworu, gdyzawórjest naprężony w jednym położeniu, co powoduje zjawisko kawitacji, co z kolei może prowadzić do wycieków w rurociągu zaworu i konieczności naprawy spawalniczej; zawór nie nadaje się do tego odcinka linii.
Niezależnie od tego, czy kawitacja występuje wewnątrz zaworu, czy za nim, urządzenia w strefie kawitacji będą narażone na rozległe uszkodzenia ultracienkich folii, sprężyn i konstrukcji wspornikowych o małych przekrojach. Wibracje o dużej amplitudzie mogą wywołać oscylacje. Częstymi punktami awarii są urządzenia takie jak manometry, przetworniki, tuleje termopar, przepływomierze i systemy pobierania próbek. Siłowniki, pozycjonery i wyłączniki krańcowe ze sprężynami ulegają przyspieszonemu zużyciu, a wsporniki montażowe, elementy złączne i złącza poluzują się i ulegną uszkodzeniu pod wpływem wibracji.
Korozja cierna, która występuje między zużytymi powierzchniami narażonymi na drgania, jest powszechna w pobliżu zaworów kawitacyjnych. Powoduje to powstawanie twardych tlenków jako materiałów ściernych, które przyspieszają zużycie między zużytymi powierzchniami. Dotkniętym tym problemem sprzętem są zawory odcinające i zwrotne, a także zawory sterujące, pompy, sita obrotowe, próbniki i wszelkie inne mechanizmy obrotowe lub przesuwne.
Drgania o dużej amplitudzie mogą również powodować pękanie i korozję metalowych części zaworów oraz ścianek rurociągów. Rozproszone cząstki metalu lub żrące substancje chemiczne mogą zanieczyścić medium w rurociągu, co może mieć znaczący wpływ na higieniczność rurociągów zaworów i czystość mediów w rurociągach. Takie działanie jest również niedozwolone.
Prognozowanie uszkodzeń kawitacyjnych zaworów czopowych jest bardziej złożone i nie ogranicza się jedynie do obliczenia spadku ciśnienia dławiącego. Doświadczenie sugeruje, że ciśnienie w strumieniu głównym może spaść do poziomu ciśnienia pary cieczy przed lokalnym odparowaniem tego obszaru i zapadnięciem się pęcherzyka pary. Niektórzy producenci zaworów przewidują przedwczesne uszkodzenie spowodowane zaćmieniem, definiując początkowy spadek ciśnienia powodujący uszkodzenie. Metoda producentów zaworów, polegająca na przewidywaniu uszkodzeń kawitacyjnych, opiera się na zapadaniu się pęcherzyków pary, co powoduje kawitację i hałas. Ustalono, że znaczne uszkodzenia kawitacyjne można uniknąć, jeśli obliczony poziom hałasu będzie niższy od podanych poniżej wartości granicznych.
Rozmiar zaworu do 3 cali – 80 dB
Rozmiar zaworu 4-6 cali – 85 dB
Rozmiar zaworu 8-14 cali – 90 dB
Rozmiary zaworów 16 cali i większe – 95 dB
Metody eliminacji uszkodzeń kawitacyjnych
Specjalna konstrukcja zaworu eliminująca kawitację wykorzystuje podział przepływu i stopniowy spadek ciśnienia:
„Dywersja zaworu” polega na podziale dużego strumienia na kilka mniejszych, a ścieżka przepływu przez zawór jest zaprojektowana tak, aby strumień przepływał przez szereg równoległych, małych otworów. Ponieważ część rozmiaru pęcherzyka kawitacyjnego jest obliczana przez otwór, przez który przepływa strumień, mniejszy otwór umożliwia przepływ małych pęcherzyków, co przekłada się na mniejszy hałas i mniejsze ryzyko uszkodzeń.
„Stopniowy spadek ciśnienia” oznacza, że zawór został zaprojektowany z dwoma lub więcej punktami regulacji szeregowo, dzięki czemu zamiast całkowitego spadku ciśnienia w jednym kroku, wykonuje on kilka mniejszych kroków. Mniejszy niż pojedynczy spadek ciśnienia może zapobiec ciśnieniu w zaworze wynikającemu ze spadku ciśnienia pary wodnej, eliminując w ten sposób zjawisko kawitacji w zaworze.
Połączenie funkcji rozdzielania i stopniowania spadku ciśnienia w tym samym zaworze pozwala na poprawę odporności na kawitację. Podczas modyfikacji zaworu, położenie zaworu regulacyjnego i ciśnienie na wlocie zaworu są wyższe (np. dalej od strony wlotowej lub na niższej wysokości), co czasami eliminuje problem kawitacji.
Ponadto umieszczenie zaworu sterującego w miejscu o wysokiej temperaturze cieczy, a zatem w miejscu o niskim ciśnieniu pary (np. w wymienniku ciepła po stronie niskiej temperatury) może pomóc wyeliminować problemy związane z kawitacją.
Podsumowanie wykazało, że zjawisko kawitacji w zaworach nie ogranicza się jedynie do pogorszenia ich wydajności i uszkodzenia. Zagrożone są również rurociągi i urządzenia znajdujące się za zaworem. Przewidywanie kawitacji i podejmowanie działań w celu jej wyeliminowania to jedyny sposób na uniknięcie problemu wysokich kosztów eksploatacji zaworów.
Czas publikacji: 25 czerwca 2023 r.
