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控制阀运行中的有害现象

编辑: 得锐自动化发表时间:2019-12-20 09:36:47浏览量:490

流体从控制阀内通过时,产生的某些有害现象可能会影响阀门的耐用性,所谓的有害现象包括空泡(气穴现象)、闪蒸、严重噪音和阻塞流。

首先要说的有害现象是严重噪音,会影响员工的健康和工作环境。噪音是源于阀门内部的一种症状,通常会影响设备的耐久性,甚至会损坏设备。

 

阀门噪音的产生原理可以分为以下几种:机械、空气动力和流体动力。产生机械噪音的原因可能是阀门内部零件振动、共振、运动部件导向失准,或是间隙过大。空气动力噪音的产生原因是:可压缩介质流的机械能转化成声能。随着介质减压,释放出的能量加速流体的流动一一通常会超过音速并产生噪音。 流体动力噪音是流体流动产生的,具体情况有以下几种:湍流与阀门及管道壁的碰撞,空泡(气穴现象)和蒸发(闪蒸)。

 控制阀

   空泡(气穴现象)

 

空泡总是向下游移动,当流道的横截面积变大,介质的流速降低而压力升高。这种情况下就会出现空泡,其内部压力和流道内蒸汽的压力相同,但低于周围介质的压力。随后空泡会向内坍塌并消失。空泡的形成、由空泡引起的阻塞流,以及随后空泡在下游的坍塌并消失,这一系列过程就是所谓的空泡现象。空泡坍塌时会发出爆音,无数空泡坍塌发出的噪音,就像是无数碎石从控制阀中通过。这种噪音非常大,长期受其影响的人员甚至可能会因此损伤听觉。不仅如此,空泡坍塌时会产生激波,并可能导致阀门严重损坏。

 

   闪蒸

 

除了坍塌并消失外,空泡也可能会变大,其结果就是原本带有空泡的液体,迅速转变成含有细微液滴的蒸汽,这就是闪蒸现象。闪蒸造成的损坏与空泡造成的完全不同,它可能使零部件出现若隐若现的光滑沟槽。这种损坏的产生机制与喷砂处理比较类似。在缩脉的下游,流体含有大量蒸汽和大量细微液滴。液体蒸发时体积会大幅增加,因此下游流速可能达到每秒数百英尺,高速的液滴可能冲蚀阀门零部件。闪蒸造成的损坏通常不会像空泡那样在瞬间发生。

 

   解决方案

 

如前文所述,各种有害现象都会影响控制阀的性能和寿命。因此大家的“smart valves”产品家族推出了若干有针对性的解决方案。比如有-种降低噪音的方法是采用笼式结构,并根据阀门工况设定配合间隙。

 

要想降低空气动力噪音,最重要也最高效的方法就是阀门采用带孔的控制部件,比如带孔旋塞或带孔笼式阀芯(套筒) 。还有一种方法是降低出口端的介质流速。为达到此目的,最常用的措施是采用带孔笼式阀芯、孔板或扩散器,利用它们的扼流效应提高出口端口压力。如果噪音非常严重,那就有必要同时采用上述所有措施。

 

   提高阀门部件的耐久性

 

此外还有一种在使用中得到了验证的方法:利用热喷涂、扩散或等离子渗氮等技术,给阀门旋塞和阀座的部分或全部表面涂覆司太立保护层,使零部件表层CA.0.1mm范围内的硬度达到950HV,或是用热处理方法使硬度达到55HRC。防空泡阀门的核心设计是多阶旋塞。多阶旋塞的防止空泡的原理是旋塞每一-阶段的压力降都被控制在临界值以下。但这种设计的缺点是在刚开始打开阀门时,很难有效确保各阶旋塞的有效扼流。

 

为此大家采用了表面成型带孔多阶旋塞。它的结构既有主动特性,能根据阀门开度提供不同的阻力,也有被动特性,也就是带孔笼式阀芯和孔板的扼流效应。

 

      闪蒸的发生是由流体各项参数决定的,而且无法利用设计完全杜绝其发生。但闪蒸的破坏效应却能够一  .而且必须一彻底消除。除了以上各种方法可以提高控制阀部件的耐久性外,“SmartValves”也可以在阀体内表面涂覆硬质涂层,以及提供耐腐蚀衬垫;角阀;以及带有保护性笼式阀芯的阀门。
2019-12-20 490人浏览
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