הבזק וקוויטציה של שסתומים ושיטות למניעת נזקי קוויטציה מאפיינים טכניים עיקריים של שסתומים

הבזק וקוויטציה של שסתומים ושיטות למניעת נזקי קוויטציה מאפיינים טכניים עיקריים של שסתומים

לעתים קרובות ניתן לראות שסתום ויסות,שסתום צמצום וחלקים אחרים של שסתום מצערת וחלקי מושב של סימני בלאי פנימיים, חריצים עמוקים ובורות, שנגרמים בעיקר על ידי קוויטציה. קוויטציה היא צורה של כשל בחומר כאשר הלחץ והטמפרטורה של הנוזל מגיעים לערך קריטי, המחולק ל-Flash ו-cavitation לשני שלבים. הבזק הוא תהליך מעבר מהיר מאוד כאשר הנוזל זורם דרך הרגולטור עקב המושב ו
לעתים קרובות ניתן לראות שסתום ויסות, שסתום צמצום ועוד דיסק שסתום מצערת וחלקי מושב של סימני בלאי פנימיים, חריצים עמוקים ובורות, אשר נגרמים בעיקר על ידי cavitation.
קוויטציה היא צורה של כשל חומר כאשר הלחץ והטמפרטורה של הנוזל מגיעים לערך קריטי, המחולק ל- Flash ו-cavitation שני שלבים.
הבזק הוא תהליך טרנספורמציה מהיר מאוד, כאשר הנוזל זורם דרך הווסת, עקב מושב השסתום ודיסק השסתום נוצר כיווץ מקומי של אזור הזרימה, התנגדות מקומית, כך שלחץ הנוזל ומהירותו משתנים.
כאשר הלחץ הוא P1 של הנוזל הזורם דרך הפתח, מהירות פתאום עלייה חדה בלחץ הסטטי צנחה, לאחר לחץ החור P2 בנוזל במקרה של לחץ קיטור רווי לפני Pv, חלק מהנוזל לאידוי גז, בועות, היווצרות של גז נוזל דו-פאזי תופעת דו-קיום, הנקראת שלב הבזק, זוהי תופעת מערכת.
הרגולטור לא יכול למנוע הבזק אלא אם כן תנאי המערכת משתנים. וכאשר הלחץ במורד הזרם של הנוזל בשסתום עולה בחזרה, והוא גבוה מלחץ הרוויה, הלחץ המוגבר דוחס את הבועה, כך שהיא מתפוצצת לפתע, המכונה שלב הקוויטציה. במהלך הקוויטציה, הבועה הרוויה אינה קיימת יותר ומתפוצצת במהירות חזרה למצב נוזלי. כי נפח הבועות גדול ברובו מנפח אותו נוזל. אז התפוצצות הבועה היא מעבר מנפח גדול לנפח קטן.
קוויטציה בתהליך התפוצצות הבועה כאשר כל האנרגיה התרכזה בנקודת הקרע, וכתוצאה מכך אלפי ניוטון של פגיעה, לחץ גלי הלם עד 2 ×103 MPa,** יותר מגבול כשל העייפות של רוב חומרי המתכת. יחד עם זאת, הטמפרטורה המקומית היא עד כמה אלפי מעלות צלזיוס, והמתח התרמי הנגרם על ידי נקודות חמות אלו הוא הגורם העיקרי לייצור נזק לקוויטציה.
פלאש מייצר נזקי שחיקה, ויוצרים סימני בלאי חלקים על פני החלקים. כמו חול שרוסס על פני החלק, פני החלק נקרעים, ויוצרים חור סיגים מחוספס כמו פני השטח החיצוניים. בתנאי הפרש לחץ גבוה, דיסק קשיח מאוד ומושב ייפגעו תוך זמן קצר מאוד, דליפה, ישפיעו על ביצועי השסתום. יחד עם זאת, בתהליך הקוויטציה, התפוצצות הבועה שיחררה אנרגיה עצומה, גרמה לרטט של חלקים פנימיים, לייצר רעש עד 10 קילו-הרץ, ככל שיש יותר בועות, כך הרעש חמור יותר.
שיטות למניעת נזקי קוויטציה
ויסות הבזק שסתום אינו ניתן למניעה, יכול לעשות הוא למנוע את הרס הבזק. בתכנון של שסתום ויסות, הגורמים המשפיעים על נזקי הבזק כוללים בעיקר את מבנה השסתום, תכונות החומר ותכנון המערכת. ניתן למנוע נזק לקוויטציה על ידי נתיב זיגזג, דקומפרסיה רב-שלבית ומבנה שסתום מצערת נקבובי.
1) מבנה השסתום
למרות שלמבנה השסתום אין שום קשר עם הבזק, הוא יכול לרסן את הנזק של הבזק. מבנה השסתום הזוויתי עם זרימת בינונית מלמעלה למטה יכול למנוע נזקי הבזק טוב יותר מהשסתום הכדורי. נזקי הבזק נגרמים על ידי בועות רוויות במהירות גבוהה המשפיעות על פני גוף השסתום ופוגעות במשטח גוף השסתום. מכיוון שהמדיום בשסתום הזוויתי זורם ישירות למרכז הצינור במורד הזרם בתוך גוף השסתום, במקום להשפיע ישירות על דופן הגוף כמו השסתום הכדורי, כוח ההרס של ההבזק נחלש.
2) בחירת חומרים
באופן כללי, חומרים בעלי קשיות גבוהה יותר עמידים יותר בפני נזקי הבזק ורידות. חומרים קשים משמשים בדרך כלל לייצור גופי שסתומים. כגון תעשיית החשמל לעתים קרובות לבחור שסתום פלדה מסגסוגת כרום מוליבדן, WC9 הוא אחד החומרים הנפוצים נגד קורוזיה. אם שסתום הזווית במורד הזרם מצויד בקשיות גבוהה של צינור החומר, גוף השסתום יכול לבחור בחומר פלדת פחמן, כי ** בחלק המורד של גוף השסתום רק נוזל הבזק.
3) שביל מפותל
אחת הדרכים להפחית את התאוששות הלחץ היא להעביר את מדיום הזרימה דרך מצערת עם נתיב מזגזג. אמנם נתיב זיגזג זה יכול להיות בעל צורות שונות, כגון חורים קטנים, נתיב זרימה רדיאלי וכו'. אבל ההשפעה של כל עיצוב היא בעצם זהה. נתיב זיגזג זה יכול לשמש בתכנון של רכיבים שונים כדי לשלוט בקוויטציה.
4) דקומפרסיה מרובה רמות
כל שלב של דקומפרסיה רב-שלבית צורך חלק מהאנרגיה, מה שהופך את לחץ הכניסה של השלב הבא לנמוך יחסית, מפחית את הלחץ ההפרש של השלב הבא, התאוששות בלחץ נמוך, והימנעות מיצירת קוויטציה. תכנון מוצלח מאפשר לשסתום לעמוד בלחץ דיפרנציאלי גדול תוך שמירה על הלחץ לאחר ההתכווצות מעל הלחץ הרווי של הנוזל, ומונע ייצור קוויטציה נוזלית. לכן, עבור אותה ירידת לחץ, סביר יותר שמצערת חד-שלבית תיצור קוויטציה מאשר מצערת רב-שלבית.
5) עיצוב מצערת נקבובי
מצערת פתחים היא ערכת עיצוב מקיפה. השימוש במבנה מיוחד של מושב ודיסק שסתום, מייצר נוזל במהירות גבוהה דרך מושב השסתום ודיסק השסתום. כל נקודת לחץ גבוהה מהטמפרטורה של לחץ קיטור רווי, ושימוש בשיטת סילון התכנסות, כך שהקינטיקה הנוזלית אנרגיה של שסתום הוויסות עקב חיכוך הדדי והומרה לאנרגיית חום, על מנת להפחית את היווצרות הבועות. מצד שני, קרע הבועות מתרחש במרכז השרוול, ונמנע נזק ישיר למשטח המושב והדיסק.
הביצועים הטכניים העיקריים של ביצועי חוזק השסתום
ביצועי החוזק של השסתום מתייחסים ליכולתו של השסתום לשאת לחץ בינוני. השסתום הוא מוצר מכני הנושא לחץ פנימי, ולכן עליו להיות בעל חוזק וקשיחות מספקים כדי להבטיח שימוש ארוך טווח ללא קרע או עיוות.

ביצועי האיטום

ביצועי איטום שסתומים מתייחסים לחלקי איטום השסתומים למניעת יכולת דליפת מדיה, זהו מדדי הביצועים הטכניים החשובים ביותר של השסתום. ישנם שלושה חלקי איטום של השסתום: המגע בין חלקי הפתיחה והסגירה לבין מושב השסתום שני משטח איטום; התאמת גזע אריזה ושסתום ותיבת אריזה; מפרק הגוף למכסה המנוע. אחת הדליפות הקודמות נקראת דליפה פנימית, שבדרך כלל אומרים שהיא רפה, היא תשפיע על יכולת השסתום לנתק את המדיום. עבור מחלקת שסתום בלוק, אסורה דליפה פנימית. שתי הדליפות האחרונות נקראות דליפה חיצונית, כלומר דליפת מדיה מהשסתום אל השסתום שבחוץ. נזילה תגרום לאובדן חומר, זיהום הסביבה, חמור גם יגרום לתאונות. עבור מדיה דליקה, נפיצה, רעילה או רדיואקטיבית, דליפה אסורה, ולכן על השסתום להיות בעל ביצועי אטימה אמינים.

זרימת המדיום

מדיום דרך השסתום ייצור אובדן לחץ (הפרש לחץ לפני ואחרי השסתום), כלומר לשסתום יש התנגדות מסוימת לזרימת המדיום, מדיום כדי להתגבר על ההתנגדות של השסתום יצרוך כמות מסוימת של אנרגיה. מתוך שיקול של חיסכון באנרגיה, עיצוב וייצור שסתומים להפחתת התנגדות השסתומים למדיום הזרימה ככל האפשר.
כוח פתיחה וסגירה ורגע פתיחה וסגירה

כוח פתיחה וסגירה ומומנט הם הכוחות או המומנטים שיש להפעיל כדי לפתוח או לסגור את השסתום. לסגור את השסתום, את הצורך לעשות את החלק הפתוח-סגור ולשלוח טופס אטימה בין שני הלחץ משטח האטימה, אבל גם להתגבר בין הגבעול לאריזה, גזע השסתום ובין הברגים של האום, חיכוך מיסב מוט שסתום וקצה חלקים אחרים של כוח החיכוך, ולכן חייבים להפעיל כוח סגירה ומומנט סגירה, בתהליך הפתיחה והסגירה, השסתום נדרש לכוח הפתיחה והסגירה ומומנט הפתיחה-סגירה משתנה, הערך המרבי שלו הוא ברגע האחרון של סגירה או הרגע הראשוני של הפתיחה. שסתומים צריכים להיות מתוכננים ומיוצרים כדי להפחית את כוח הסגירה ומומנט הסגירה.

מהירות פתיחה וסגירה

מהירות פתיחה וסגירה מתבטאת כזמן הדרוש להשלמת פעולת פתיחה או סגירה של השסתום. מהירות פתיחה וסגירה כללית של שסתומים אינה דרישות מחמירות, אך בחלק מהתנאים יש דרישות מיוחדות למהירות פתיחה וסגירה, כגון דרישות מסוימות לפתיחה או סגירה מהירה, במקרה של תאונות, כמה דרישות לסגירה איטית, במקרה של פגיעת מים, אשר יש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת סוג השסתום.
רגישות ואמינות תנועה

זה מתייחס לשסתום לשינויים בפרמטרים בינוניים, בצע את התגובה המתאימה למידת הרגישות. עבור שסתום מצערת, שסתום הפחתת לחץ, שסתום ויסות ושסתומים אחרים המשמשים להתאמת הפרמטרים של המדיום, כמו גם שסתום בטיחות, שסתום מלכודת ושסתומים אחרים עם פונקציות ספציפיות, הרגישות התפקודית והאמינות שלו הם אינדיקטורים טכניים חשובים מאוד.

חיי השירות של

הוא מייצג את עמידות השסתום, מהווה מדד ביצועים חשוב של השסתום, ובעל משמעות כלכלית רבה. בדרך כלל על מנת להבטיח את דרישות האיטום של מספר הפעמים להביע, יכול להתבטא גם בשימוש בזמן.