阀门技术调节阀运行中的有害现象

发布时间：

2023-01-10

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　　首先，有害现象是严重的噪音，这将影响员工的健康和工作环境。噪声是来自阀门内部的症状，通常会影响到设备的耐用性，甚至损坏设备。阀门噪声的产生原理可分为以下几类：机械、空气动力和流体动力。机械性噪声可能是由振动、阀门内部零件的共振、运动部件的导向不准确或间隙过大引起的。空气动力噪音的原因是可压缩介质流动的机械能转化为声能。当介质减压时，释放的能量加速了流体的流动--通常超过声速--并产生噪声。水动力噪声是由流体流动产生的。具体条件如下：湍流与阀门和管壁之间的碰撞，空化（空化）和蒸发（闪蒸）。

　　空化现象（气蚀）

　　空化现象总是向下游移动。当通道的横截面积变大时，介质的流速下降，压力增加。在这种情况下，空化现象会出现，其内部压力与流道内的蒸汽压力相同，但低于周围介质的压力。然后气泡向内塌陷并消失。空化的形成，空化引起的阻流，以及随后空化在下游的塌陷和消失，就是所谓的空化现象。当气泡塌陷时，会发出巨大的噪音。无数个气泡塌陷发出的噪音就像无数的碎石通过阀门。这种噪音非常大，长期受其影响的人甚至会损害他们的听力。此外，空化塌陷时会产生冲击波，这可能会对阀门造成严重损害。

　　图2 控制阀的多孔笼式阀芯

　　除了塌陷和消失之外，空化现象也可能变得更大。因此，带有空化现象的液体会迅速转变为含有细小液滴的蒸汽，这就是闪蒸现象。闪光造成的损害与空化造成的损害完全不同。它可能会在零件上造成隐藏的光滑沟槽。这种破坏的机制与喷砂的机制相似。在收缩的下游，液体含有大量的蒸汽和大量的细小液滴。当液体蒸发时，体积会大大增加，因此下游的流速可能达到每秒数百英尺，高速液滴可能会侵蚀阀门零件。闪蒸损坏通常不像气蚀那样瞬间发生。

　　图3 控制阀的多孔塞子

　　解决方案

　　如上所述，各种有害现象会影响控制阀的性能和使用寿命。因此，我们的 "智能阀门 "产品系列推出了许多有针对性的解决方案。例如，降低噪音的方法之一是采用笼式结构，并根据阀门的工作条件设置匹配的间隙。如图1所示。降低空气动力噪声最重要、最有效的方法是阀门采用带孔的控制部件，例如带孔的阀座(图2)或带孔的笼形阀芯(套筒)(图3)。另一种方法是降低出口端的介质流速。为了达到这个目的，最常见的措施是使用带孔笼形阀芯、孔板或扩散器，利用它们的窒息效应来提高出口端口的压力。如果噪音非常严重，有必要同时使用上述所有措施(图4)。

　　图4 调节阀出口端的静音板可以降低噪音

　　此外，还有一种方法已经在使用中得到验证：采用热喷涂、扩散或等离子体氮化技术，在阀芯和阀座的部分或全部表面涂上司太立保护层，使零件表面ca.0 1mm以内的硬度达到950hv，或通过热处理使硬度达到55HRC。防空泡阀的核心设计是多级旋塞(图5)。多级阀的防气蚀原理是将每级阀的压降控制在临界值以下。然而，这种设计的缺点是，当阀门第一次打开时，很难有效地保证每级阀芯的有效扼制。因此，我们采用表面成型的带孔多级阀座。它的结构具有主动特性，可以根据阀门的开度提供不同的阻力，它也具有被动特性，即穿孔笼式阀芯和孔板的扼制作用(图6)。