Подобно тому, как звук может оказывать негативное воздействие на организм человека, определенные частоты могут нанести серьезный вред промышленному оборудованию. При правильном выборе регулирующего клапана возрастает риск возникновения кавитации, что приведет к высокому уровню шума и вибрации, что приведет к очень быстрому повреждению внутренних и последующих трубопроводов клапана. Кроме того, высокий уровень шума часто вызывает вибрацию и может повредить оборудование, например трубопроводы и приборы.

Со временем деградация компонентов и кавитация, вызванная клапанами, могут привести к серьезному повреждению трубопроводной системы. Причиной этого типа повреждений чаще всего является энергия вибрации и шума, ускоряющая процесс коррозии. Образование и коллапс контракционного потока вблизи и после пузырьков вызваны вибрациями большой амплитуды с высоким уровнем шума, отражаемыми кавитацией. Хотя это обычно происходит в шаровых кранах и поворотных клапанах внутри корпуса клапана, на самом деле это может произойти в коротких пластинах с высоким коэффициентом восстановления, таких как V-образные шаровые краны, особенно в трубопроводах после дроссельных затворов. Когда клапан подвергается определенному положению силы, он склонен к кавитации, что может привести к утечкам в местах ремонта трубопровода и сварке клапана, что делает его непригодным для этого участка трубопровода.

Независимо от того, происходит ли кавитация внутри клапана или после него, оборудование в зоне кавитации будет серьезно повреждено. Сверхтонкий пленочный лист, пружина и консольная конструкция небольшого поперечного сечения, вибрация большой амплитуды может вызвать нарушения колебаний. Частые места неисправности встречаются в приборах и счетчиках, таких как манометры, преобразователи, защитные гильзы, расходомеры и системы отбора проб. Приводы, позиционеры и концевые выключатели, содержащие пружины, будут подвергаться ускоренному износу, а монтажные кронштейны, крепеж и разъемы ослабнут и выйдут из строя из-за вибрации.

Фреттинг-коррозия, которая возникает, когда изношенная поверхность подвергается вибрации, часто встречается вблизи кавитационного клапана. Это приведет к образованию твердых оксидов в качестве абразива, ускоряющего износ поверхностей. Затронутое оборудование включает в себя запорные и односторонние клапаны, а также регулирующие клапаны, насосы, вращающиеся сита, пробоотборники и любые другие вращающиеся или скользящие механизмы.


Вибрация высокой амплитуды также может вызвать растрескивание и коррозию металлических деталей арматуры и стенок трубопровода. Рассеянные металлические частицы или коррозийные химические материалы могут загрязнять среду внутри трубопровода, что может оказать существенное влияние на трубопроводы санитарной арматуры и трубопроводные среды высокой чистоты. Это также недопустимо.


Прогнозирование кавитационного повреждения плунжерных клапанов является более сложным и не просто рассчитывается как падение давления при сопротивлении. Опыт показал, что возможно падение давления в основном потоке жидкости до локального испарения и коллапса пузырька пара в области, где находится давление пара жидкости. Некоторые производители клапанов прогнозируют ежегодный первоначальный коррозионный отказ, определяя начальное падение давления при повреждении. Стартовый метод прогнозирования кавитационных повреждений производителем арматуры основан на том факте, что пузырьки пара схлопываются, что приводит к кавитации и шуму. Производитель определил, что значительных кавитационных повреждений можно избежать, если расчетный уровень шума будет ниже следующих пределов.

Размер клапана до 3 дюймов – 80 децибел

Размер клапана 4–6 дюймов – 85 децибел

Размер клапана 8–14 дюймов – 90 децибел

Размер клапана 16 дюймов и больше – 95 децибел

Методы устранения кавитационных повреждений.


Специальная конструкция клапана для устранения кавитации предполагает разделение потока и ступенчатый перепад давления


. параллельные небольшие отверстия.Размер кавитационного пузырька рассчитывается по отверстию, через которое проходит поток.Отверстие меньшего размера приводит к образованию мелких пузырьков, что приводит к меньшему шуму и меньшим повреждениям. «Ступенчатый перепад давления» означает, что клапан сконструирован с

двумя или более точек регулирования последовательно, поэтому вместо всего падения давления за один шаг требуется несколько меньших шагов.Падение давления, меньшее отдельного, может предотвратить возникновение явления кавитации клапана из-за пониженного давления паров жидкости. Сочетание

шунтирования и перепада давления в одном и том же клапане позволяет добиться улучшенной устойчивости к кавитации с помощью следующих методов. В процессе модификации клапана давление на входе позиционированного регулирующего клапана относительно высокое (например, на дальней стороне входа или на меньшей высоте), что иногда может устранить проблемы кавитации.

Кроме того, температура жидкости в месте расположения регулирующего клапана и, следовательно, давление пара могут помочь устранить проблемы кавитации (например, в теплообменнике на низкотемпературной стороне).

Резюме

Было показано, что явление кавитации клапанов связано не только с ухудшением характеристик и повреждением клапанов. Трубопроводы и оборудование, расположенные ниже по течению, также представляют опасность. Прогнозирование кавитации и принятие мер по ее устранению – единственный способ избежать проблемы дорогостоящего клапана.