1 概述

    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(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí)，具有一定的壓差（P₁-P₂），如果閥門(mén)上的壓差大于允許計(jì)算壓力降△P_max，那么就會(huì)產(chǎn)生閃蒸或汽蝕，也會(huì)引起對(duì)閥門(mén)或相鄰管道結(jié)構(gòu)上的損壞。在閥門(mén)選型或設(shè)計(jì)中，考慮避免氣蝕現(xiàn)象，成為延長(zhǎng)閥門(mén)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(guò)閥座口的縮頸處，為了維持流體穩(wěn)定地流過(guò)閥門(mén)，流速此時(shí)是的。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(mén)有一定的恢復(fù)特性，但下游壓力不會(huì)恢復(fù)到與閥門(mén)上游相等的壓力，閥門(mén)兩邊產(chǎn)生了壓差△P，即流體經(jīng)過(guò)閥門(mén)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(mén)的出口壓力沒(méi)有恢復(fù)到液體的蒸汽壓力Pv，氣泡將保持在閥門(mén)的下游，對(duì)閥芯會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷破壞，*嚴(yán)重的地方是在流速處，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(lèi)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(mén)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(mén)選型

    4.1 通過(guò)控制壓力降來(lái)消除汽蝕從而防止破壞

    如果控制閥門(mén)的壓力降不低于蒸汽壓力，那么蒸汽氣泡就不會(huì)形成，沒(méi)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(guò)閥門(mén)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)減壓可達(dá)到5Mpa，通過(guò)控制壓力降來(lái)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(kāi)來(lái)，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(mén)不再會(huì)阻塞，汽蝕就可以避免了。方法是：把閥門(mén)移動(dòng)到下游處有較高靜壓的位置；增加一個(gè)限流孔板。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動(dòng)化儀表有限公司