淺析閥門汽蝕產(chǎn)生的原因和解決方法

作者： 2015年11月23日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電站、長(zhǎng)輸管線、造紙等流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有調(diào)節(jié)控制流體的功能。當(dāng)流體經(jīng)過調(diào)節(jié)閥時(shí)，具有一定的壓差(P1-P2)，如果閥門上的壓差大于最大允許計(jì)算壓力降△Pmax，那么就會(huì)產(chǎn)生閃蒸或
　　調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電站、長(zhǎng)輸管線、造紙等流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有調(diào)節(jié)控制流體的功能。當(dāng)流體經(jīng)過調(diào)節(jié)閥時(shí)，具有一定的壓差(P1-P2)，如果閥門上的壓差大于最大允許計(jì)算壓力降△Pmax，那么就會(huì)產(chǎn)生閃蒸或汽蝕，也會(huì)引起對(duì)閥門或相鄰管道結(jié)構(gòu)上的損壞。在閥門選型或設(shè)計(jì)中，考慮避免氣蝕現(xiàn)象，成為延長(zhǎng)閥門使用壽命的一種方法。
　　2 氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因
　　當(dāng)流體介質(zhì)經(jīng)過閥座口的最大縮頸處，為了維持流體穩(wěn)定地流過閥門，流速此時(shí)是最大的。流速增加即動(dòng)能增加伴隨著縮流斷面處壓力即勢(shì)能的降低。再往下游，流體進(jìn)入更大的區(qū)域，流速降低，壓力增大。雖然閥門有一定的恢復(fù)特性，但下游壓力不會(huì)恢復(fù)到與閥門上游相等的壓力，閥門兩邊產(chǎn)生了壓差△P，即流體經(jīng)過閥門的能耗。此壓差與汽蝕產(chǎn)生的有關(guān)。如果縮流斷面處的壓力降到液體的蒸汽壓力以下，在流體中就會(huì)形成氣泡；隨著縮流斷面處的壓力進(jìn)一步降低，氣泡就會(huì)大量形成。如果流體在閥門的出口壓力沒有恢復(fù)到液體的蒸汽壓力Pv，氣泡將保持在閥門的下游，對(duì)閥芯會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷破壞，最嚴(yán)重的地方是在流速最高處，通常在閥芯和閥座環(huán)的接觸線上。如果下游壓力恢復(fù)到高于液體的蒸汽壓力，氣泡會(huì)破裂，從而產(chǎn)生汽蝕留下一個(gè)類似于煤渣的粗糙表面。
　　3 汽蝕的危害
　　蒸汽氣泡破裂釋放出能量，并產(chǎn)生噪音。如果氣泡在接近閥門內(nèi)表面處破裂，釋放的能量會(huì)撕裂材料，使材料表面受到損壞，機(jī)械性能降低，短期可將閥芯摧毀。
　　4 汽蝕工況閥門選型
　　4.1 通過控制壓力降來消除汽蝕從而防止破壞
　　如果控制閥門的壓力降不低于蒸汽壓力，那么蒸汽氣泡就不會(huì)形成，沒有蒸汽泡的破裂，就不會(huì)產(chǎn)生汽蝕。為了控制壓力降，消除汽蝕，通常采用多級(jí)降壓閥芯。把通過閥門的壓力降分解成多個(gè)較小的壓力降，而且保證每一個(gè)較小的壓力降都確保其縮流斷面處的壓力大于蒸汽壓力。如德國(guó)LDM公司生產(chǎn)的多級(jí)減壓閥芯。 多級(jí)減壓技術(shù)使減壓效果更明顯突出，每級(jí)減壓最大可達(dá)到5Mpa，通過控制壓力降來消除汽蝕。
　　4.2 減小或隔離汽蝕的破壞
　　把汽蝕和閥體表面隔離開來，并硬化會(huì)受到汽蝕沖擊的表面。硬化一般在閥芯上面堆焊一種耐磨材料，提高閥芯表面的硬度。
　　4.3 改變工藝系統(tǒng)以防止汽蝕產(chǎn)生
　　把閥后壓力P2升高，使縮流斷面處的壓力不會(huì)降到蒸汽壓力以下，閥門不再會(huì)阻塞，汽蝕就可以避免了。方法是：把閥門移動(dòng)到下游處有較高靜壓的位置；增加一個(gè)限流孔板。
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