如何巧妙解決閥門氣蝕
發(fā)布時間:2016年04月05日 作者:admin 點擊次數(shù):次
閥門隨著時間的流逝,零部件的退化,閥產(chǎn)生的氣蝕引起管道系統(tǒng)容易發(fā)生嚴(yán)重的損害,這點類似于人體備噪聲污染一樣,會使人身體受到傷害,甚至受到疾病的困擾。此外,高噪音水平通常會引起振動,可能會損壞管道,儀器等設(shè)備。這種損傷大多是由振動噪聲能量,加速腐蝕過程。與氣蝕反映的高噪聲電平的大振幅的振動所產(chǎn)生的汽泡附近和下游的縮流的形成和崩潰。雖然這通常發(fā)生在球閥和旋轉(zhuǎn)閥在閥體內(nèi),它實際上可以發(fā)生在一個短的,高回收率的類似晶圓主體部分V型球閥,特別是蝶閥的閥的下游側(cè)的配管。當(dāng)閥門受力一個位置的時候容易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象,這樣就容易在閥門的配管與焊接修復(fù)處泄漏,閥門就不適合此段管線。
閥門氣蝕現(xiàn)象及氣蝕損傷產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上,介紹了國外一些預(yù)防氣蝕發(fā)生的閥門結(jié)構(gòu)。主題詞沖刷腐蝕,耐氣蝕閥,結(jié)構(gòu)一、前言閥門一旦發(fā)生氣蝕,就會降低閥門的承載能力,產(chǎn)生振動和噪音,造成零部件的破壞,影響閥門的正常運轉(zhuǎn)。氣蝕損壞常常發(fā)生在決定閥阿主要性能的關(guān)鍵部位,如切斷用閥門的關(guān)閉件,控制閥的節(jié)流閥瓣,有密封要求閥門的密封副等等。所以,研究閥門的氣蝕現(xiàn)象已越來越受到重視。在國外,關(guān)于氣蝕發(fā)生機理的研究一直非;钴S,并應(yīng)用可視性實驗設(shè)備觀察氣蝕的發(fā)生過程,對氣蝕現(xiàn)象和氣蝕損傷進行了系統(tǒng)的研究。閥門的流量系數(shù)和氣蝕系數(shù)是閥的重要參數(shù),這在先進工業(yè)國家生產(chǎn)的閥門資料中一般均能提供,甚至在樣本里也印出。我國生產(chǎn)的閥門基本上沒有這方面資料,因為取得這方面的資料需要做實驗才能提出,這是我國和世界先進水平的閥門差距的重要表現(xiàn)之一。
閥門的流量系數(shù)
閥門的流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的指標(biāo),流量系數(shù)值越大,說明流體流過閥門時的壓力損失越小。
按KV值計算式
式中:KV—流量系數(shù)
Q—體積流量m3/h
ΔP—閥門的壓力損失bar
P—流體密度kg/m3
閥門的氣蝕系數(shù)
用氣蝕系數(shù)δ值,來選定用作控制流量時,選擇什么樣的閥門結(jié)構(gòu)型式。
式中:H1—閥后(出口)壓力m
H2—大氣壓與其溫度相對應(yīng)的飽和蒸氣壓力之差m
ΔP—閥門前后的壓差m
各種閥門由于構(gòu)造不同,因此,允許的氣蝕系數(shù)δ也不同。如圖所示。如計算的氣蝕系數(shù)大于容許氣蝕系數(shù),則說明可用,不會發(fā)生氣蝕。如蝶閥容許氣蝕系數(shù)為2.5,則:
如δ>2.5,則不會發(fā)生氣蝕。
當(dāng)2.5>δ>1.5時,會發(fā)生輕微氣蝕。
δ<1.5時,產(chǎn)生振動。
δ<0.5的情況繼續(xù)使用時,則會損傷閥門和下游配管。
閥門的基本特性曲線和操作特性曲線,對閥門在什么時候發(fā)生氣蝕是看不出來的,更指不出來在那個點上達到操作極限。通過上述計算則一目了然。所以產(chǎn)生氣蝕,是因為液體加速流動過程中通過一段漸縮斷面時,部分液體氣化,產(chǎn)生的氣泡隨后在閥后開闊斷面炸裂,其表現(xiàn)有三:
(1)發(fā)生噪聲
(2)振動(嚴(yán)重時可造成基礎(chǔ)和相關(guān)構(gòu)筑物的破壞,產(chǎn)生疲勞斷裂)
(3)對材料的破壞(對閥體和管道產(chǎn)生侵蝕)
再從上述計算中,不難看出產(chǎn)生氣蝕和閥后壓強H1有極大關(guān)系,加大H1顯然會使情況改變,改善方法:
a.把閥門安裝在管道較低點。
b.在閥門后管道上裝孔板增加阻力。
c.閥門出口開放,直接蓄水池,使氣泡炸裂的空間增大,氣蝕減小。
綜合上述四個方面的分析、探討,歸納起來對閘閥、蝶閥主要特點和參數(shù)列表便于選用。 閥門標(biāo)準(zhǔn)必須重視
二、氣蝕形成機理..
1.閥門中的流體狀態(tài)管路內(nèi)介質(zhì)的運動通常有兩種情況,即滯流和湍流。當(dāng)表示介質(zhì)流動狀況的雷諾數(shù)地<2000時,流體的流動類型屬于滯流’l當(dāng)?shù)兀荆矗埃埃皶r,流動類型屬于湍流;當(dāng)?shù)刂翟冢玻埃埃啊矗埃埃皶r,為不穩(wěn)定的過渡區(qū),可能是滯流,也可能是湍流。圖1不同型式截止閥的介質(zhì)運動情況由于閥門中通道橫截面積的變化和通道方向改變,使通過閥門的介質(zhì)、特別是非壓縮性流體混合和攪拌,形成由旋轉(zhuǎn)流、卡爾渦旋和分支流復(fù)合而成的復(fù)雜湍
無論是否在閥門的內(nèi)部或者電動閥門的下游發(fā)生氣蝕,氣蝕區(qū)的設(shè)備會受到廣泛的破壞。超薄膜片,彈簧和小截面懸臂式結(jié)構(gòu),大振幅振動可以激發(fā)振蕩故障。頻繁的故障點被發(fā)現(xiàn)在儀器儀表,如壓力表,變送器,熱電偶套管,流量計,采樣系統(tǒng)。執(zhí)行器,定位器和限位開關(guān)含有彈簧將遭受加速磨損,安裝支架,緊固件及連接器會因振動而松動和失敗。微動腐蝕,這之間發(fā)生磨損表面暴露在振動,是常見的附近空泡閥。這會產(chǎn)生硬的氧化物作為磨料磨損表面之間的加速磨損。受影響的設(shè)備包括隔離和單向閥,除了控制閥,泵,旋轉(zhuǎn)屏幕,取樣器和任何其他的轉(zhuǎn)動或滑動機構(gòu)。高振幅的振動也會使金屬閥門零件和管道壁開裂和腐蝕。散落的金屬顆;蛘吒g性的化學(xué)材料都有可能會污染管道內(nèi)的介質(zhì),在衛(wèi)生級的閥門管道上和高純度的管道介質(zhì)上都會產(chǎn)生重大的影響。這個也是不允許產(chǎn)生的。
旋塞閥的氣蝕破壞的預(yù)測更為復(fù)雜,不是簡單地計算的阻流壓降。經(jīng)驗表明,有可能是主液流中的壓力下降到該液體的蒸氣壓為區(qū)域的局部汽化和蒸汽泡崩潰之前。 有些閥門制造商預(yù)測年初蝕破壞的通過定義一個初期損傷壓降。 一個閥制造商的預(yù)測氣蝕損壞的開始方法,是基于這樣的事實,這是蒸汽氣泡塌陷,導(dǎo)致空蝕及噪音。 廠商已確定,如果計算的噪音水平低于下列限制,將可避免重大氣蝕破壞。高達3英寸的閥門尺寸 - 80分貝4-6英寸的閥門尺寸 - 85分貝8-14英寸的閥門尺寸 - 90分貝16英寸及更大尺寸的閥門尺寸 - 95分貝消除氣蝕破壞的方法消除氣蝕的特殊閥門設(shè)計采用分流和分級壓力降"閥門分流"是把一個大的流量劃分成若干小的流量,在閥的流路設(shè)計,使流量通過若干平行小開口。由于空化氣泡的大小的部分是流通過的開口計算的。 較小的開口使小氣泡,導(dǎo)致更少的噪音和更少的損害時。
"分級壓力降"意味著閥門被設(shè)計為具有兩個或更多個串聯(lián)的調(diào)節(jié)點,所以,而不是在單個步驟中的整個壓降,它采取的是幾個更小的步驟。小于個別的壓力降可以防止在縮流的壓力,從下降的液體的蒸氣壓,從而消除了閥門氣蝕現(xiàn)像。分流和在同一個閥的壓力降分期相結(jié)合,可以通過以下方式獲得改進的抗氣蝕性。閥門修改過程中,定位的控制閥,閥的進口處的壓力是較高的(如較遠的上游側(cè),或在較低的高度),有時可消除氣蝕問題,F(xiàn)在國務(wù)院成立了標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會和標(biāo)準(zhǔn)局,標(biāo)準(zhǔn)化問題受到了國家的高度重視,是提高我國產(chǎn)品的重要手段,更是WTO進入的重要的應(yīng)對措施。
目前我國已有國標(biāo)1.9萬余項,地方標(biāo)準(zhǔn)2.3萬余項,企標(biāo)8萬余項。其中采用了國際標(biāo)準(zhǔn)的占43.5%,和國際標(biāo)準(zhǔn)等同等效的僅占25%。
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