Co jestzawórkawitacja? Jak to wyeliminować?
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd
Tianjin，CHINY
19，Czerwiec，2023
Tak jak dźwięk może mieć negatywny wpływ na organizm ludzki, tak niektóre częstotliwości mogą spustoszyć urządzenia przemysłowe, gdy zawór regulacyjny zostanie odpowiednio dobrany, istnieje zwiększone ryzyko kawitacji, która będzie prowadzić do wysokiego poziomu hałasu i wibracji, co skutkuje bardzo szybkie uszkodzenie rur wewnętrznych i końcowychzawór.
Ponadto wysoki poziom hałasu zwykle powoduje wibracje, które mogą uszkodzić rury, instrumenty i inny sprzętZawórwraz z upływem czasu, degradacją elementów, kawitacją zaworów spowodowaną tym, że instalacja rurociągów jest podatna na poważne uszkodzenia. Uszkodzenia te są głównie spowodowane energią hałasu wibracyjnego, przyspieszonym procesem korozji i kawitacją odzwierciedloną przez wysoki poziom hałasu wibracji o dużej amplitudzie generowanych przez tworzenie się i zapadanie pęcherzyków pary w pobliżu i za skurczem.
Chociaż zwykle ma to miejsce w piłcezaworyi zawory obrotowe w korpusie, może to faktycznie nastąpić podczas krótkiego, wysokiego odzysku, podobnie jak w przypadku części korpusu płytki V-ballzawór, zwłaszczazawory motylkowepo stronie wylotowej zaworu, gdyzawórjest obciążony w jednym położeniu podatny na zjawisko kawitacji, co sprzyja nieszczelności rurociągu zaworu i naprawom spawalniczym, zawór nie jest odpowiedni dla tego odcinka linii.
Niezależnie od tego, czy kawitacja występuje wewnątrz zaworu, czy za zaworem, urządzenia znajdujące się w obszarze kawitacji będą narażone na rozległe uszkodzenia ultracienkich folii, sprężyn i konstrukcji wspornikowych o małych przekrojach. Drgania o dużej amplitudzie mogą powodować oscylacje. Częste punkty awarii znajdują się w przyrządach, takich jak manometry, przetworniki, tuleje termopar, przepływomierze, systemy pobierania próbek. Siłowniki, pozycjonery i wyłączniki krańcowe zawierające sprężyny będą ulegać przyspieszonemu zużyciu, a wsporniki montażowe, elementy złączne i złącza poluzują się i ulegną uszkodzeniu z powodu wibracji.
Korozja cierna, która występuje pomiędzy zużytymi powierzchniami narażonymi na wibracje, jest powszechna w pobliżu zaworów kawitacyjnych. Powoduje to wytwarzanie twardych tlenków jako materiałów ściernych, które przyspieszają zużycie zużytych powierzchni. Sprzęt, którego dotyczy problem, obejmuje zawory odcinające i zwrotne, a także zawory sterujące, pompy, ekrany obrotowe, próbniki i wszelkie inne mechanizmy obrotowe lub przesuwne.
Wibracje o wysokiej amplitudzie mogą również powodować pękanie i korozję metalowych części zaworów i ścian rur. Rozproszone cząstki metalu lub żrące materiały chemiczne mogą zanieczyścić media w rurociągu, co może mieć znaczący wpływ na higieniczne rurociągi zaworów i media rurociągowe o wysokiej czystości. To również jest niedozwolone.
Przewidywanie uszkodzeń kawitacyjnych zaworów grzybowych jest bardziej złożone i nie polega po prostu na obliczeniu spadku ciśnienia dławika. Doświadczenie sugeruje, że możliwe jest, że ciśnienie w głównym strumieniu spadnie do ciśnienia pary cieczy przed miejscowym odparowaniem obszaru i zapadnięciem się pęcherzyka pary. Niektórzy producenci zaworów przewidują przedwczesną awarię zaćmienia, definiując początkowy spadek ciśnienia powodujący uszkodzenie. Metoda stosowana przez producentów zaworów rozpoczynająca się od przewidywania uszkodzeń kawitacyjnych opiera się na fakcie, że pęcherzyki pary zapadają się, powodując kawitację i hałas. Ustalono, że znacznych uszkodzeń kawitacyjnych 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
Wielkości zaworów 16 cali i większe – 95 dB
Metody eliminacji uszkodzeń kawitacyjnych
Specjalna konstrukcja zaworu eliminująca kawitację wykorzystuje rozdzielony przepływ i stopniowany spadek ciśnienia:
„Przekierowanie zaworu” polega na podzieleniu dużego przepływu na kilka małych strumieni, a droga przepływu zaworu jest zaprojektowana w taki sposób, aby przepływ przepływał przez wiele równoległych małych otworów. Ponieważ część wielkości pęcherzyka kawitacyjnego jest obliczana przez otwór, przez który przechodzi przepływ. Mniejszy otwór umożliwia wytwarzanie małych pęcherzyków, co skutkuje mniejszym hałasem i mniejszymi uszkodzeniami.
„Stopniowy spadek ciśnienia” oznacza, że zawór jest zaprojektowany tak, aby miał dwa lub więcej punktów regulacji połączonych szeregowo, więc zamiast całego spadku ciśnienia w jednym kroku, należy wykonać kilka mniejszych kroków. Mniejszy niż indywidualny spadek ciśnienia może zapobiec spadkowi ciśnienia pary cieczy w skurczu, eliminując w ten sposób zjawisko kawitacji w zaworze.
Połączenie stopniowania zmiany kierunku i spadku ciśnienia w tym samym zaworze pozwala na poprawę odporności na kawitację poprzez. Podczas modyfikacji zaworu ustawienie zaworu sterującego i ciśnienie na wlocie zaworu jest wyższe (np. dalej od strony dopływu lub na niższej wysokości), co czasami eliminuje problemy kawitacyjne.
Ponadto umieszczenie zaworu sterującego w miejscu, w którym występuje temperatura cieczy, a co za tym idzie, niskie ciśnienie pary (np. wymiennik ciepła po stronie niskiej temperatury) może pomóc w wyeliminowaniu problemów z kawitacją.
Podsumowanie wykazało, że zjawisko kawitacji w zaworach w rzeczywistości nie dotyczy tylko degradacji wydajności i uszkodzenia zaworów. Zagrożone są także rurociągi i urządzenia znajdujące się poniżej. Przewidywanie kawitacji i podjęcie kroków w celu jej wyeliminowania to jedyny sposób na uniknięcie problemu kosztownych wydatków na zużycie zaworu.
Czas publikacji: 25 czerwca 2023 r
