高溫閥門廠家北高科集團(tuán)技術(shù)部整理，判斷高溫閥門汽蝕損害的三種方法以及如何避免高溫閥門的汽蝕損害

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的損壞程度。

控制閥在流體工業(yè)中發(fā)揮著重大作用。如今，隨著裝置節(jié)能減排、提高效益、連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、減少控制閥備件、快速的售后服務(wù)響應(yīng)等要求的逐步提高，用戶愈來愈重視如何優(yōu)化、選擇及使用控制閥這一問題。這是由于控制閥在裝置中扮演執(zhí)行器的角色，直接決定著裝置的運(yùn)行狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因控制閥自身故障而導(dǎo)致裝置停車的比例高達(dá)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。

高溫閥門相關(guān)技術(shù)近年來大大提高，很大程度上保證了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了其中許多的薄弱環(huán)節(jié)。可是同時(shí)我們?nèi)绾尾拍苷_計(jì)算選擇并使用高溫閥門呢？

根據(jù)多年來的使用經(jīng)驗(yàn)，在苛刻工況系統(tǒng)中，汽蝕經(jīng)常造成高溫閥門內(nèi)件損壞，并伴有高噪音、內(nèi)件振動(dòng)、阻塞流等情況發(fā)生，在高溫閥門計(jì)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的正確選型應(yīng)用進(jìn)行了分析。

控制閥汽蝕

控制閥汽蝕現(xiàn)象是指介質(zhì)流經(jīng)閥內(nèi)腔縮流處時(shí)，流速較大，壓強(qiáng)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(zhuǎn)變成含蒸汽或氣體的氣泡；當(dāng)介質(zhì)流過縮流處后，壓力升高，如果超過飽和蒸汽壓值，汽泡發(fā)生破裂，重新由氣(汽)相變?yōu)橐合?，這個(gè)過程稱為汽蝕或空化(Cavitation)(如圖1)。當(dāng)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(yàn)證明，150μm直徑的汽泡破裂，液滴噴射速度達(dá)到400km/h，產(chǎn)生的瞬間爆破壓力可達(dá)數(shù)千公斤，對閥內(nèi)件表面造成嚴(yán)重沖擊和侵蝕磨損(圖2)，同時(shí)還會導(dǎo)致劇烈振動(dòng)和高噪音、阻塞流的發(fā)生。出現(xiàn)嚴(yán)重汽蝕時(shí)，在很短的時(shí)間內(nèi)，閥內(nèi)件將被損壞或者高溫閥門的工作特性將發(fā)生改變。

高溫閥門學(xué)者從微觀學(xué)角度通過水做實(shí)驗(yàn)用數(shù)學(xué)模型證明了上述汽蝕過程，其中汽泡壓力平衡方程式為：

Pg+Pv=2α/R+P

R為汽泡的當(dāng)量半徑，α為轉(zhuǎn)換常數(shù)，2α/R代表氣泡表面張力分量部分，Pg為汽泡內(nèi)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(nèi)所含氣體、蒸汽含量以及汽泡體積大小的變量，這些參數(shù)的引入表明，當(dāng)介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)由穩(wěn)定變?yōu)榱鬟^高溫閥門內(nèi)腔縮流處變成湍流不穩(wěn)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(wěn)態(tài)到不穩(wěn)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(shù)量級的降低。R則代表了汽泡在破裂前體積膨脹的變化過程。從微觀公式中不難看出：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(dǎo)致汽泡破裂、產(chǎn)生汽蝕的主要參數(shù)指標(biāo)。