فلاش و کاویتاسیون دریچه ها و روش های جلوگیری از آسیب کاویتاسیون ویژگی های فنی اصلی شیرها

فلاش و کاویتاسیون دریچه ها و روش های جلوگیری از آسیب کاویتاسیون ویژگی های فنی اصلی شیرها

اغلب می توان دریچه تنظیم را مشاهده کرد،دریچه کاهنده و سایر قطعات دریچه گاز دیسک و قطعات نشیمنگاهی از علائم سایش داخلی، شیارهای عمیق و حفره ها که بیشتر در اثر کاویتاسیون ایجاد می شوند. کاویتاسیون شکلی از شکست مواد است که فشار و دمای مایع به مقدار بحرانی می رسد که به دو مرحله فلاش و کاویتاسیون تقسیم می شود. فلاش یک فرآیند انتقال بسیار سریع است زمانی که سیال از طریق رگولاتور به دلیل نشیمنگاه و
اغلب می توان دریچه تنظیم، دریچه کاهنده و سایر دیسک های دریچه دریچه گاز و قطعات نشیمنگاهی از علائم سایش داخلی، شیارهای عمیق و حفره ها را مشاهده کرد که بیشتر در اثر کاویتاسیون ایجاد می شوند.
کاویتاسیون شکلی از شکست مواد است که فشار و دمای مایع به مقدار بحرانی می رسد که به دو مرحله فلاش و کاویتاسیون تقسیم می شود.
فلش یک فرآیند تبدیل بسیار سریع است، هنگامی که سیال از طریق تنظیم کننده جریان می یابد، به دلیل صندلی سوپاپ و دیسک شیر یک انقباض موضعی منطقه جریان، مقاومت محلی، به طوری که فشار و سرعت سیال تغییر می کند.
هنگامی که فشار P1 سیال در حال جریان از دهانه است، سرعت ناگهان افزایش شدید فشار استاتیک به شدت کاهش می یابد، پس از فشار سوراخ P2 در سیال در مورد فشار بخار اشباع قبل از Pv، بخشی از سیال به تبخیر گاز، حباب، تشکیل مایع گازی پدیده همزیستی دو فاز، به نام مرحله فلاش، یک پدیده سیستمی است.
رگولاتور نمی تواند از فلاش اجتناب کند مگر اینکه شرایط سیستم تغییر کند. و هنگامی که فشار پایین دست مایع در شیر دوباره بالا می رود و از فشار اشباع بیشتر می شود، فشار افزایش یافته حباب را فشرده می کند، به طوری که ناگهان می ترکد که به عنوان مرحله کاویتاسیون شناخته می شود. در حین کاویتاسیون، حباب اشباع دیگر وجود ندارد و به سرعت به حالت مایع منفجر می شود. زیرا حجم حباب ها بیشتر از حجم همان مایع است. بنابراین ترکیدن حباب یک انتقال از حجم بزرگ به حجم کوچک است.
کاویتاسیون در فرآیند حباب زمانی می ترکد که تمام انرژی روی نقطه گسیختگی متمرکز می شود و منجر به برخورد هزاران نیوتن، فشار موج ضربه ای تا 2×103 مگاپاسکال می شود، ** بیش از حد شکست خستگی بیشتر مواد فلزی. در عین حال دمای محلی تا چندین هزار درجه سانتیگراد است و تنش حرارتی ناشی از این نقاط داغ عامل اصلی ایجاد آسیب کاویتاسیون است.
فلاش آسیب فرسایشی ایجاد می کند و علائم سایش صاف را روی سطح قطعات ایجاد می کند. مانند ماسه ای که روی سطح قطعه پاشیده می شود، سطح قطعه پاره شده و یک سوراخ سرباره ناهموار مانند سطح بیرونی ایجاد می کند. در شرایط دیفرانسیل فشار بالا، دیسک بسیار سخت و نشیمنگاه در مدت زمان بسیار کوتاهی آسیب می بیند، نشتی، عملکرد شیر را تحت تاثیر قرار می دهد. در همان زمان، در فرآیند کاویتاسیون، حباب ترکید، انرژی عظیمی را آزاد کرد، و باعث لرزش قطعات داخلی، تولید نویز تا 10 کیلوهرتز، هرچه حباب بیشتر باشد، نویز جدی تر است.
روش های جلوگیری از آسیب کاویتاسیون
تنظیم فلاش سوپاپ قابل پیشگیری نیست، می توان این کار را برای جلوگیری از تخریب فلاش انجام داد. در طراحی شیر تنظیم، عوامل موثر بر آسیب فلاش عمدتاً شامل ساختار شیر، خواص مواد و طراحی سیستم است. از آسیب کاویتاسیون می توان با مسیر زیگزاگی، فشارزدایی چند مرحله ای و ساختار دریچه گاز متخلخل جلوگیری کرد.
1) ساختار شیر
اگرچه ساختار سوپاپ هیچ ارتباطی با فلاش ندارد، اما می تواند آسیب فلاش را مهار کند. ساختار شیر زاویه ای با جریان متوسط ​​از بالا به پایین می تواند از آسیب فلاش بهتر از شیر کروی جلوگیری کند. آسیب فلاش به دلیل برخورد حباب های اشباع شده با سرعت بالا به سطح بدنه شیر و خوردگی سطح بدنه شیر ایجاد می شود. از آنجا که محیط در شیر زاویه ای به جای اینکه مستقیماً مانند شیر کروی به دیواره بدنه ضربه بزند، مستقیماً به مرکز لوله پایین دست در داخل بدنه شیر جریان می یابد، نیروی مخرب فلاش ضعیف می شود.
2) انتخاب مواد
به طور کلی مواد با سختی بالاتر در برابر آسیب فلاش و کاویتاسیون مقاومت بیشتری دارند. معمولاً برای ساخت بدنه شیرها از مواد سخت استفاده می شود. مانند صنعت برق اغلب شیر فولادی با آلیاژ کروم مولیبدن را انتخاب می کنند، WC9 یکی از مواد متداول ضد خوردگی است. اگر شیر زاویه ای پایین دست با سختی بالای خط لوله مواد مجهز باشد، بدنه شیر می تواند مواد فولاد کربنی را انتخاب کند، زیرا ** در قسمت پایین دست بدنه شیر فقط مایع فلاش می شود.
3) مسیر پر پیچ و خم
یکی از راه‌های کاهش بازیابی فشار، عبور دادن محیط جریان از یک دریچه گاز با مسیر زیگزاگی است. اگرچه این مسیر زیگزاگ می تواند اشکال مختلفی داشته باشد مانند سوراخ های کوچک، مسیر جریان شعاعی و ... اما تاثیر هر طرح اساسا یکسان است. از این مسیر زیگزاگی می توان در طراحی اجزای مختلف برای کنترل کاویتاسیون استفاده کرد.
4) رفع فشار چند سطحی
هر مرحله از فشارزدایی چند مرحله ای بخشی از انرژی را مصرف می کند، فشار ورودی مرحله بعدی را نسبتاً کم می کند، فشار دیفرانسیل مرحله بعد را کاهش می دهد، بازیابی فشار کم را کاهش می دهد و از ایجاد کاویتاسیون جلوگیری می کند. یک طراحی موفق به شیر اجازه می دهد تا فشار دیفرانسیل زیادی را تحمل کند در حالی که فشار را پس از انقباض بالاتر از فشار اشباع مایع حفظ می کند و از تولید کاویتاسیون مایع جلوگیری می کند. بنابراین، برای همان افت فشار، دریچه گاز یک مرحله ای بیشتر از دریچه گاز چند مرحله ای ایجاد حفره می کند.
5) طراحی دریچه گاز متخلخل
دریچه گاز یک طرح طراحی جامع است. استفاده از صندلی مخصوص و ساختار دیسک شیر، باعث می شود مایع با سرعت بالا از طریق نشیمنگاه شیر و دیسک شیر هر نقطه فشار بالاتر از دمای فشار بخار اشباع شده باشد و استفاده از روش جت همگرایی، به طوری که مایع جنبشی انرژی شیر تنظیم به دلیل اصطکاک متقابل و تبدیل به انرژی گرمایی می شود تا تشکیل حباب کاهش یابد. از طرف دیگر، پارگی حباب در مرکز آستین رخ می دهد و از آسیب مستقیم به سطح صندلی و دیسک جلوگیری می کند.
عملکرد فنی اصلی عملکرد قدرت سوپاپ
عملکرد استحکام شیر به توانایی شیر در تحمل فشار متوسط ​​اشاره دارد. شیر یک محصول مکانیکی است که فشار داخلی را تحمل می کند، بنابراین باید استحکام و سفتی کافی برای اطمینان از استفاده طولانی مدت بدون پارگی یا تغییر شکل داشته باشد.

عملکرد آب بندی

عملکرد آب بندی شیر به قطعات آب بندی شیر برای جلوگیری از توانایی نشت رسانه اشاره دارد، این مهمترین شاخص عملکرد فنی شیر است. سه بخش آب بندی شیر وجود دارد: تماس بین قسمت های باز و بسته و دو سطح آب بندی صندلی سوپاپ. بسته بندی و تطبیق میل سوپاپ و جعبه بسته بندی؛ اتصال بدن به کاپوت. یکی از نشتی های قبلی، نشتی داخلی نام دارد که معمولاً گفته می شود که سست است، بر توانایی شیر در قطع محیط تأثیر می گذارد. برای کلاس شیر بلوک، نشتی داخلی مجاز نیست. دو نشتی اخیر را نشت خارجی می نامند، یعنی نشت رسانه از شیر به شیر خارج. نشت باعث از بین رفتن مواد، آلودگی محیط زیست، و همچنین حوادث جدی می شود. برای محیط های قابل اشتعال، انفجاری، سمی یا رادیواکتیو، نشتی مجاز نیست، بنابراین شیر باید عملکرد آب بندی قابل اعتمادی داشته باشد.

جریان متوسط

متوسط ​​از طریق شیر باعث کاهش فشار (تفاوت فشار قبل و بعد از شیر) می شود، یعنی شیر دارای مقاومت خاصی در برابر جریان متوسط ​​است، متوسط ​​برای غلبه بر مقاومت شیر ​​مقدار معینی انرژی مصرف می کند. از در نظر گرفتن صرفه جویی در انرژی، طراحی و ساخت شیرها برای کاهش هر چه بیشتر مقاومت شیر ​​در برابر محیط جریان.
نیروی باز و بسته شدن و لحظه باز و بسته شدن

نیروی باز و بسته شدن و گشتاور نیروها یا گشتاورهایی هستند که برای باز یا بسته شدن شیر باید اعمال شوند. بستن شیر، نیاز به ساخت بخش باز و بسته و ارسال یک فرم مهر و موم بین دو فشار سطح آب بندی، بلکه غلبه بر بین ساقه و بسته بندی، ساقه سوپاپ و بین رشته های مهره، اصطکاک انتهای میله سوپاپ بلبرینگ و سایر قسمت های نیروی اصطکاک و بنابراین باید نیروی بسته شدن و لنگر بسته را اعمال کنند، در فرآیند باز و بسته شدن، شیر برای نیروی باز و بسته شدن مورد نیاز است و گشتاور باز و بسته تغییر می کند، حداکثر مقدار آن در لحظه پایانی است. بسته شدن یا لحظه اولیه باز شدن سوپاپ ها باید طوری طراحی و ساخته شوند که نیروی بسته شدن و گشتاور بسته شدن را کاهش دهند.

سرعت باز و بسته شدن

سرعت باز و بسته شدن به صورت زمان مورد نیاز برای تکمیل عمل باز یا بسته شدن شیر بیان می شود. سرعت عمومی باز و بسته شدن شیر الزامات سختگیرانه ای نیست، اما برخی شرایط شرایط خاصی برای سرعت باز و بسته شدن دارند، مانند برخی از الزامات برای باز یا بسته شدن سریع، در صورت بروز حوادث، برخی از الزامات برای آهسته بسته شدن، در صورت برخورد آب، که در انتخاب نوع شیر باید در نظر گرفته شود.
حساسیت و قابلیت اطمینان حرکت

این به شیر برای تغییرات پارامتر متوسط ​​اشاره دارد، پاسخ مربوطه را به درجه حساسیت می دهد. برای دریچه گاز، شیر کاهش فشار، شیر تنظیم و سایر شیرهای مورد استفاده برای تنظیم پارامترهای محیط و همچنین شیر اطمینان، شیر تله و سایر شیرها با عملکردهای خاص، حساسیت عملکردی و قابلیت اطمینان آن از شاخص های عملکرد فنی بسیار مهم است.

عمر سرویس

این نشان دهنده دوام شیر است، شاخص عملکرد مهم شیر است و اهمیت اقتصادی زیادی دارد. معمولا به منظور اطمینان از الزامات مهر و موم از تعداد دفعات بیان، همچنین می تواند با استفاده از زمان بیان شده است.