高溫閥門(mén)廠(chǎng)家北高科集團技術(shù)部整理，判斷高溫閥門(mén)汽蝕損害的三種方法以及如何避免高溫閥門(mén)的汽蝕損害

今天給大家分析三種控制閥汽蝕損害的診斷方法：

建議在高溫閥門(mén)選型時(shí)，充分利用法則，控制出口流速，避免或降低高溫閥門(mén)的損壞程度。

控制閥在流體工業(yè)中發(fā)揮著(zhù)重大作用。如今，隨著(zhù)裝置節能減排、提高效益、連續穩定運行、減少控制閥備件、快速的售后服務(wù)響應等要求的逐步提高，用戶(hù)愈來(lái)愈重視如何優(yōu)化、選擇及使用控制閥這一問(wèn)題。這是由于控制閥在裝置中扮演執行器的角色，直接決定著(zhù)裝置的運行狀態(tài)。據統計，因控制閥自身故障而導致裝置停車(chē)的比例高達65%，控制閥選型的好壞也決定了其生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

高溫閥門(mén)相關(guān)技術(shù)近年來(lái)大大提高，很大程度上保證了裝置的穩定運行，減少了其中許多的薄弱環(huán)節?？墒峭瑫r(shí)我們如何才能正確計算選擇并使用高溫閥門(mén)呢？

根據多年來(lái)的使用經(jīng)驗，在苛刻工況系統中，汽蝕經(jīng)常造成高溫閥門(mén)內件損壞，并伴有高噪音、內件振動(dòng)、阻塞流等情況發(fā)生，在高溫閥門(mén)計算選型時(shí)，如何減小、避免汽蝕的發(fā)生至關(guān)重要。目前，高溫閥門(mén)制造商對汽蝕的評估方法不盡相同，本文圍繞KE法、δ法和XFz法，主要針對如何減少、避免汽蝕和高溫閥門(mén)的正確選型應用進(jìn)行了分析。

控制閥汽蝕

控制閥汽蝕現象是指介質(zhì)流經(jīng)閥內腔縮流處時(shí)，流速較大，壓強能較低，如果這時(shí)的壓力低于介質(zhì)的飽和蒸汽壓，液體氣化，部分轉變成含蒸汽或氣體的氣泡；當介質(zhì)流過(guò)縮流處后，壓力升高，如果超過(guò)飽和蒸汽壓值，汽泡發(fā)生破裂，重新由氣(汽)相變?yōu)橐合?，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為汽蝕或空化(Cavitation)(如圖1)。當汽泡爆裂時(shí)，噴射釋放巨大的能量，并產(chǎn)生振動(dòng)波，實(shí)驗證明，150μm直徑的汽泡破裂，液滴噴射速度達到400km/h，產(chǎn)生的瞬間爆破壓力可達數千公斤，對閥內件表面造成嚴重沖擊和侵蝕磨損(圖2)，同時(shí)還會(huì )導致劇烈振動(dòng)和高噪音、阻塞流的發(fā)生。出現嚴重汽蝕時(shí)，在很短的時(shí)間內，閥內件將被損壞或者高溫閥門(mén)的工作特性將發(fā)生改變。

高溫閥門(mén)學(xué)者從微觀(guān)學(xué)角度通過(guò)水做實(shí)驗用數學(xué)模型證明了上述汽蝕過(guò)程，其中汽泡壓力平衡方程式為：

Pg+Pv=2α/R+P

R為汽泡的當量半徑，α為轉換常數，2α/R代表氣泡表面張力分量部分，Pg為汽泡內蒸汽或氣體壓力，Pv是介質(zhì)飽和蒸汽壓，P代表汽泡所處環(huán)境壓力。其中，Pg和R是汽泡內所含氣體、蒸汽含量以及汽泡體積大小的變量，這些參數的引入表明，當介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)由穩定變?yōu)榱鬟^(guò)高溫閥門(mén)內腔縮流處變成湍流不穩定狀態(tài)時(shí)，介質(zhì)分子或液滴表面張力趨勢的變化，通常流體由穩態(tài)到不穩定湍流流動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)，分子表面張力要有一個(gè)數量級的降低。R則代表了汽泡在破裂前體積膨脹的變化過(guò)程。從微觀(guān)公式中不難看出：在一定溫度、壓力條件下，汽泡所處外部壓力和介質(zhì)飽和蒸汽壓是導致汽泡破裂、產(chǎn)生汽蝕的主要參數指標。