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技術(shù)文章

氣動調(diào)節(jié)閥選型中氣蝕,堵塞,噪音問題的解決辦法

閱讀:398發(fā)布時間:2016-5-21

生產(chǎn)過程自動化是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中保證效益和質(zhì)量的重要手段。在生產(chǎn)過程自動化中,用來控制流體流量的調(diào)節(jié)閥已遍及石油、化工、電站、輕工、造紙、醫(yī)藥、船舶、市政等行業(yè)的工業(yè)自動化系統(tǒng)中。調(diào)節(jié)閥在穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制、維護及檢修成本控制等方面都起著舉足輕重的作用。因此,如何選擇和應(yīng)用好調(diào)節(jié)閥,使調(diào)節(jié)閥在一個高水平狀態(tài)下運行是一個關(guān)鍵的問題。以下主要對調(diào)節(jié)閥的閃蒸、氣蝕、防止堵塞、嗓音等間題做分析探討。  
1調(diào)節(jié)閥的閃蒸和氣蝕  
氣蝕是一種水力流動現(xiàn)象,氣蝕的直接原因是管道流體因阻力的突變產(chǎn)生了閃蒸及空化。當(dāng)流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流口時,流速突然急劇增加,根據(jù)流體能量守恒定律,流速增加靜壓力便驟然下降,出口壓力達到或者低于該流體所在情況下的飽和蒸汽壓時,部分液體就汽化為氣體,形成蒸汽與氣體混合的小汽泡,氣液兩相共存的現(xiàn)象,此既為閃蒸的形成。如果下游壓力恢復(fù)到高于液體的飽和蒸汽壓力,汽泡在高壓的作用下,迅速凝結(jié)而破裂,汽泡破裂的瞬間形成一個沖擊力,此沖擊力沖撞在閥芯、閥座和閥體上,使其表面產(chǎn)生塑性變形,形成一個個粗糙的蜂窩渣孔,此種現(xiàn)象即是空化,這便是氣蝕形成的過程。因此氣蝕現(xiàn)象將導(dǎo)致嚴(yán)重的噪音、振動、材質(zhì)的破壞等。  
1.1選型  
(1)選用壓力恢復(fù)系數(shù)小的閥門  
在工藝條件允許的情況下盡量選用壓力恢復(fù)系數(shù)小的閥門,如球閥、蝶閥等。如果工藝條件必須使調(diào)節(jié)閥的壓差△P>△PT(產(chǎn)生空化的臨界壓差),可以將兩個調(diào)節(jié)閥串聯(lián)起來使用,這樣每個調(diào)節(jié)閥的壓差△P都小于△PT,空化便不會產(chǎn)生。如果閥的壓差△P小于2.5MPa,一般不會產(chǎn)生氣蝕,即使有氣蝕的產(chǎn)生也不會對材料造成嚴(yán)重的損壞。  
(2)選用角形調(diào)節(jié)閥  
由于角形閥中的介質(zhì)直接流向閥體內(nèi)部下游管道的中心,而不是直接沖擊體壁,所以可大大減少沖擊閥體體壁的飽和氣泡數(shù)量,從而減弱了閃蒸破壞力。  
1.2材料的抗氣蝕性能  
從氣蝕的直接結(jié)果看,造成損傷是因為材料硬度不足以抵抗氣泡破裂而釋放的沖擊力,所以從這個角度我們可以考慮采用高硬度材料,一般常用的方法是在不銹鋼基體上進行堆焊或噴焊司太萊合金,在流體氣蝕沖刷處形成硬化表面。當(dāng)硬化表面出現(xiàn)損傷后,可以進行二次堆焊或噴焊,這樣便能增加設(shè)備的使用壽命,同時也減少了企業(yè)的維修費用。  
1.3調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)  
既然空化是因為壓力的突變所引起,而系統(tǒng)要求的壓降又不能降低,可以采用將一次大的壓力突變分解為若干次的多級閥芯結(jié)構(gòu)(如圖1),這種結(jié)構(gòu)的閥芯可以把總壓差分成幾個小壓差,逐級降壓,使每一級都不超過臨界壓差?;蛟O(shè)計成特殊結(jié)構(gòu)的閥芯、閥座,如迷宮式閥芯、疊片式閥芯等,都可以使高速流體在通過閥芯、閥座時每一點的壓力都高于在該溫度下的飽和蒸汽壓,或使液體本身相互沖撞,在通道間導(dǎo)致高度紊流,使液體的動能由于相互摩擦而變?yōu)闊崮?,可減少氣泡的形成。


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