避免阀门的汽蚀损害 判断阀门汽蚀损害的三种方法|最新资料

本文比较分析了三种控制阀汽蚀损害的诊断方法，建议在阀门选型时，充分利用法则，控制出口流速，避免或降低阀门的损坏程度。

　　控制阀在流体工业中发挥着重大作用。如今，随着装置节能减排、提高效益、连续稳定运行、减少控制阀备件、快速的售后服务响应等要求的逐步提高，用户愈来愈重视如何优化、选择及使用控制阀这一问题。这是由于控制阀在装置中扮演执行器的角色，直接决定着装置的运行状态。据统计，因控制阀自身故障而导致装置停车的比例高达65%，控制阀选型的好坏也决定了其生产产品的质量和产量。

　　回顾近5年来，控制阀技术发展迅速，一些世界领先级控制阀厂家纷纷推出了在特殊情况下应用的阀门，例如耐高温、高压差、汽蚀、闪蒸、部分颗粒介质磨蚀、高噪音等工况；同时，智能诊断型定位器陆续问世，通过定位器可以对阀门进行良好的实时检测、提供维护报警信息、优化阀门使用。毋庸置疑，上述技术的提高，大大保证了装置的稳定运行，减少了许多薄弱环节。但是我们如何才能正确计算选择并使用阀门呢？

　　根据使用经验可知，在苛刻工况中，汽蚀经常造成阀门内件损坏，并伴有高噪音、内件振动、阻塞流等情况发生，在阀门计算选型时，如何减小、避免汽蚀的发生至关重要。目前，阀门制造商对汽蚀的评估方法不尽相同，本文围绕KE法、δ法和XFz法，主要针对如何减少、避免汽蚀和阀门的正确选型应用进行了分析。

　　控制阀汽蚀

　　控制阀汽蚀现象是指介质流经阀内腔缩流处时，流速最大，压强能最低，如果这时的压力低于介质的饱和蒸汽压，液体气化，部分转变成含蒸汽或气体的气泡；当介质流过缩流处后，压力升高，如果超过饱和蒸汽压值，汽泡发生破裂，重新由气(汽)相变为液相，这个过程称为汽蚀或空化(Cavitation)(如图1)。当汽泡爆裂时，喷射释放巨大的能量，并产生振动波，实验证明，150μm直径的汽泡破裂，液滴喷射速度达到400km/h，产生的瞬间爆破压力可达数千公斤，对阀内件表面造成严重冲击和侵蚀磨损(图2)，同时还会导致剧烈振动和高噪音、阻塞流的发生。出现严重汽蚀时，在很短的时间内，阀内件将被损坏或者阀门的工作特性将发生改变。

　　阀门学者从微观学角度通过水做实验用数学模型证明了上述汽蚀过程，其中汽泡压力平衡方程式为：

　　Pg+Pv=2α/R+P

　　R为汽泡的当量半径，α为转换常数，2α/R代表气泡表面张力分量部分，Pg为汽泡内蒸汽或气体压力，Pv是介质饱和蒸汽压，P代表汽泡所处环境压力。其中，Pg和R是汽泡内所含气体、蒸汽含量以及汽泡体积大小的变量，这些参数的引入表明，当介质流动状态由稳定变为流过阀门内腔缩流处变成湍流不稳定状态时，介质分子或液滴表面张力趋势的变化，通常流体由稳态到不稳定湍流流动状态变化时，分子表面张力要有一个数量级的降低。R则代表了汽泡在破裂前体积膨胀的变化过程。从微观公式中不难看出：在一定温度、压力条件下，汽泡所处外部压力和介质饱和蒸汽压是导致汽泡破裂、产生汽蚀的主要参数指标。