Flash et cavitation des vannes et méthodes pour prévenir les dommages par cavitation principales propriétés techniques des vannes

Flash et cavitation des vannes et méthodes pour prévenir les dommages par cavitation principales propriétés techniques des vannes

On peut souvent voir une vanne de régulation,la vanne de fermeture et d'autres pièces de disque et de siège du papillon des gaz des marques d'usure internes, des rainures profondes et des piqûres, qui sont principalement causées par la cavitation. La cavitation est une forme de défaillance matérielle lorsque la pression et la température du liquide atteignent une valeur critique, qui est divisée en deux étapes de flash et de cavitation. Le flash est un processus de transition très rapide lorsque le fluide s'écoule à travers le régulateur en raison du siège et
On peut souvent voir la vanne de régulation, le réducteur et d'autres pièces de disque et de siège du papillon des gaz des marques d'usure internes, des rainures profondes et des piqûres, qui sont principalement causées par la cavitation.
La cavitation est une forme de défaillance matérielle lorsque la pression et la température du liquide atteignent une valeur critique, qui est divisée en deux étapes de flash et de cavitation.
Le flash est un processus de transformation très rapide, lorsque le fluide circule à travers le régulateur, en raison du siège de vanne et du disque de vanne, une contraction locale de la zone d'écoulement se forme, une résistance locale, de sorte que la pression et la vitesse du fluide changent.
Lorsque la pression du fluide circulant à travers l'orifice est P1, la vitesse subit une forte augmentation de la pression statique, après que la pression du trou P2 dans le fluide dans le cas de la pression de vapeur saturée avant Pv, une partie du fluide se vaporise en gaz, des bulles, La formation d'un phénomène de coexistence biphasique gaz-liquide, appelé étape flash, est un phénomène systémique.
Le régulateur ne peut pas éviter le flash à moins que les conditions du système ne changent. Et lorsque la pression en aval du liquide dans la vanne remonte et est supérieure à la pression de saturation, la pression accrue comprime la bulle, de sorte qu'elle éclate soudainement, ce que l'on appelle l'étape de cavitation. Lors de la cavitation, la bulle saturée n’est plus présente et explose rapidement à l’état liquide. Parce que le volume des bulles est généralement supérieur au volume du même liquide. L’éclatement d’une bulle est donc une transition d’un grand volume à un petit volume.
Cavitation lors de l'éclatement d'une bulle lorsque toute l'énergie est concentrée sur le point de rupture, ce qui entraîne des milliers de Newtons d'impact, une pression d'onde de choc pouvant atteindre 2 × 103 MPa,** supérieure à la limite de rupture par fatigue de la plupart des matériaux métalliques. Dans le même temps, la température locale peut atteindre plusieurs milliers de degrés Celsius, et le stress thermique provoqué par ces points chauds est le principal facteur provoquant des dommages par cavitation.
Le flash produit des dommages par érosion, formant des marques d'usure lisses sur la surface des pièces. Comme du sable pulvérisé sur la surface de la pièce, la surface de la pièce est déchirée, formant un trou de laitier rugueux comme la surface extérieure. Dans des conditions de pression différentielle élevée, le disque et le siège très durs seront endommagés en très peu de temps, les fuites affecteront les performances de la vanne. Dans le même temps, lors du processus de cavitation, l'éclatement des bulles a libéré une énergie énorme, provoquant la vibration des pièces internes, produisant un bruit jusqu'à 10 kHz, plus il y a de bulles, plus le bruit est grave.
Méthodes pour prévenir les dommages par cavitation
Le flash de la vanne de régulation n'est pas évitable, ce que l'on peut faire est d'empêcher la destruction du flash. Dans la conception de la vanne de régulation, les facteurs affectant les dommages causés par le flash comprennent principalement la structure de la vanne, les propriétés des matériaux et la conception du système. Les dommages causés par la cavitation peuvent être évités grâce à un chemin en zigzag, une décompression à plusieurs étages et une structure poreuse de vanne d'étranglement.
1) Structure de la vanne
Bien que la structure de la valve n'ait rien à voir avec le flash, elle peut limiter les dommages causés par le flash. La structure de valve angulaire avec un fluide circulant de haut en bas peut mieux prévenir les dommages causés par le flash que la valve sphérique. Les dommages causés par le flash sont causés par des bulles saturées à grande vitesse impactant la surface du corps de vanne et corrodant la surface du corps de vanne. Étant donné que le fluide contenu dans la vanne angulaire s'écoule directement vers le centre du tuyau en aval à l'intérieur du corps de la vanne, plutôt que d'impacter directement la paroi du corps comme la vanne sphérique, la force destructrice du flash est affaiblie.
2) Sélection des matériaux
En général, les matériaux ayant une dureté plus élevée sont plus résistants aux dommages causés par le flash et la cavitation. Des matériaux durs sont couramment utilisés pour fabriquer des corps de vannes. Comme l'industrie électrique, elle choisit souvent une vanne en acier allié au chrome-molybdène, WC9 est l'un des matériaux anticorrosion couramment utilisés. Si la vanne d'angle en aval est équipée d'une dureté élevée du pipeline de matériau, le corps de la vanne peut choisir un matériau en acier au carbone, car ** dans la partie aval du corps de la vanne, seul le liquide flash.
3) Chemin tortueux
Une façon de réduire la récupération de pression consiste à faire passer le fluide à travers un étranglement avec un chemin en zigzag. Bien que ce chemin en zigzag puisse avoir différentes formes, telles que de petits trous, un chemin d'écoulement radial, etc. Mais l'effet de chaque conception est fondamentalement le même. Ce chemin en zigzag peut être utilisé dans la conception de divers composants pour contrôler la cavitation.
4) Décompression à plusieurs niveaux
Chaque étape de décompression à plusieurs étages consomme une partie de l'énergie, ce qui rend la pression d'entrée de l'étape suivante relativement faible, réduit la pression différentielle de l'étape suivante, récupère la basse pression et évite la génération de cavitation. Une conception réussie permet à la vanne de résister à une pression différentielle importante tout en maintenant la pression après la contraction au-dessus de la pression saturée du liquide, empêchant ainsi la production de cavitation du liquide. Par conséquent, pour la même chute de pression, un papillon à un étage est plus susceptible de produire de la cavitation qu'un papillon à plusieurs étages.
5) Conception d'étranglement poreuse
L'étranglement des orifices est un schéma de conception complet. L'utilisation d'une forme spéciale de structure de siège et de disque de vanne permet de produire un liquide à grande vitesse à travers le siège de vanne et le disque de vanne, chaque point de pression est supérieur à la température de la pression de vapeur saturée, et l'utilisation de la méthode de jet de convergence, de sorte que la cinétique du liquide énergie de la vanne de régulation due au frottement mutuel et convertie en énergie thermique, de manière à réduire la formation de bulles. D'autre part, la rupture de la bulle se produit au centre du manchon, évitant ainsi des dommages directs au siège et à la surface du disque.
La principale performance technique de la performance de résistance des valves
Les performances de résistance de la vanne font référence à la capacité de la vanne à supporter une pression moyenne. La valve est un produit mécanique qui supporte une pression interne, elle doit donc avoir une résistance et une rigidité suffisantes pour garantir une utilisation à long terme sans rupture ni déformation.

Les performances d'étanchéité

Les performances d'étanchéité des vannes font référence aux pièces d'étanchéité des vannes pour empêcher les fuites de fluides. Il s'agit des indicateurs de performances techniques les plus importants de la vanne. Il y a trois parties d'étanchéité de la vanne : le contact entre les pièces d'ouverture et de fermeture et les deux surfaces d'étanchéité du siège de vanne ; Assortiment d'emballage et de tige de valve et de boîte d'emballage ; Jointure du corps au capot. L'une des premières fuites est appelée fuite interne, qui est généralement considérée comme laxiste, elle affectera la capacité de la vanne à couper le fluide. Pour la classe des vannes de sectionnement, les fuites internes ne sont pas autorisées. Ces deux dernières fuites sont appelées fuites externes, c'est-à-dire fuite de fluide de la vanne vers l'extérieur de la vanne. Les fuites entraîneront des pertes matérielles, une pollution de l'environnement et des accidents graves. Pour les fluides inflammables, explosifs, toxiques ou radioactifs, les fuites ne sont pas autorisées, la vanne doit donc avoir des performances d'étanchéité fiables.

Le flux de milieu

Le fluide traversant la vanne produira une perte de pression (différence de pression avant et après la vanne), c'est-à-dire que la vanne a une certaine résistance au débit du fluide, le fluide pour surmonter la résistance de la vanne consommera une certaine quantité d'énergie. De la prise en compte des économies d'énergie, de la conception et de la fabrication de vannes pour réduire autant que possible la résistance de la vanne au fluide en circulation.
Force d'ouverture et de fermeture et moment d'ouverture et de fermeture

La force et le couple d'ouverture et de fermeture sont les forces ou couples qui doivent être appliqués pour ouvrir ou fermer la vanne. Fermez la vanne, la nécessité de faire la partie ouverture-fermeture et d'envoyer un joint d'étanchéité entre les deux pressions de surface d'étanchéité, mais également de surmonter entre la tige et la garniture, la tige de vanne et entre les filetages de l'écrou, la friction de roulement d'extrémité de tige de vanne et d'autres parties de la force de frottement, et doivent donc exercer une force de fermeture et un moment de fermeture, dans le processus d'ouverture et de fermeture, la vanne est nécessaire pour la force d'ouverture et de fermeture et les changements de couple d'ouverture-fermeture, sa valeur maximale est au moment final de fermeture ou le moment initial de l'ouverture. Les vannes doivent être conçues et fabriquées pour réduire la force et le couple de fermeture.

Vitesse d'ouverture et de fermeture

La vitesse d'ouverture et de fermeture est exprimée comme le temps nécessaire pour effectuer une action d'ouverture ou de fermeture de la vanne. La vitesse générale d'ouverture et de fermeture des vannes ne constitue pas des exigences strictes, mais certaines conditions ont des exigences particulières en matière de vitesse d'ouverture et de fermeture, telles que certaines exigences d'ouverture ou de fermeture rapide, en cas d'accident, certaines exigences de fermeture lente, en cas de choc avec l'eau, qui doivent être pris en compte lors du choix du type de vanne.
Sensibilité et fiabilité des mouvements

Il s'agit de la vanne pour les changements de paramètres moyens, apporte la réponse correspondante au degré de sensibilité. Pour le papillon des gaz, le réducteur de pression, la vanne de régulation et autres vannes utilisées pour régler les paramètres du fluide ainsi que les vannes de sécurité, les vannes de purge et autres vannes dotées de fonctions spécifiques, sa sensibilité fonctionnelle et sa fiabilité sont des indicateurs de performance techniques très importants.

La durée de vie du

Il représente la durabilité de la vanne, constitue un indice de performance important de la vanne et a une grande importance économique. Habituellement, afin de garantir les exigences d'étanchéité, le nombre de fois à exprimer peut également être exprimé par l'utilisation du temps.