Klapi töötamise ajal puutuvad paljud inimesed kokku selliste probleemidega: terav müra, tugev vibratsioon klapi töötamise ajal ning pärast lahtivõtmist avastati klapi sees auke, erosioon või isegi perforatsioon. See on klapi kavitatsioon. Paljud inimesed ajavad seda korrosiooni või kulumisega, vahetavad ventiilid pimesi, kuid ravivad ainult sümptomeid, mitte algpõhjust, mille tulemuseks on korduvad tõrked, suurenenud kulud ja ebastabiilne tootmine. Tegelikult pole kavitatsioon lihtne "kahjustus", vaid ahelreaktsioon, mis on põhjustatud vedeliku füüsilistest muutustest klapi sees. Kuni põhjused on tuvastatud, saab selle kõrvaldada või oluliselt alla suruda, et probleem põhjalikult lahendada.
Mis on klapi kavitatsioon?
Lihtsamalt öeldes, kui vedelik voolab läbi klapi drosselosa, suureneb voolukiirus järsult ja rõhk langeb kiiresti. Kui rõhk on madalam kui vedeliku küllastunud auru rõhk töötemperatuuril, aurustub vedel komponent ja tekitab suure hulga mulle. Need mullid voolavad koos vedelikuga ja varisevad kohe kokku, kui jõuavad kõrge -rõhualasse, tekitades äärmiselt suure lokaalse löögijõu (teoreetiliselt kuni tuhandete atmosfäärideni), mis mõjutab pidevalt klapi sisepinda. Aja jooksul tekivad augud ja erosioon, millega kaasneb vibratsioon ja müra ning rasketel juhtudel võivad need isegi klapi rikkeid põhjustada.
Kavitatsioon vs. korrosioon
Paljud inimesed ajavad kavitatsiooni kergesti segi korrosiooniga. Korrosioon on keemiline reaktsioon (nt reaktsioon keskkonna ja materjali vahel), samas kui kavitatsioon on füüsiline mõju. Neil on erinevad põhjused ja täiesti erinevad lahendused. Kui kavitatsiooni peetakse ekslikult korrosiooniks, ei lahenda korrosioonikindlate{5}}materjalide asendamine probleemi, vaid ainult kulud. Tuleb märkida, et tegelikes töötingimustes võivad kavitatsioonikahjustused paljastada värsked metallpinnad ja kiirendada keemilist korrosiooni, mistõttu võivad need kaks toimida sünergistlikult ja vajada põhjalikku kaalumist.
Kolm tunnust kavitatsiooni hindamiseks:
1.Töö ajal terav müra ja vibratsioon
2.Klapi sees auk või kärgstruktuuri erosioon (mitte ühtlane rooste)
3. Vead esinevad enamasti drosselosade juures (nt klapikork, klapipesa)
Kavitatsiooni põhjused
Kavitatsioon nõuab kahte tingimust: liigne rõhuerinevus klapis ja liiga suur vedeliku kiirus, mis koos põhjustavad kohaliku rõhu, mis on madalam kui küllastunud auru rõhk.
Neli levinumat indutseerivat tegurit:
1. Vale ventiili valik: liiga väikese drosselklapiga ventiilid (nt tavalised klapid) põhjustavad voolukiiruse järsu suurenemise.
2.Ebamõistlik klapi avanemine: pikaajaline-kasutus väikese avaga suurendab drosselefekti ja suurendab järsult rõhuerinevust.
3. Sobimatud töötingimused: liiga kõrge vedeliku temperatuur või suur voolukiirus tõstab küllastunud auru rõhku, muutes aurustamise lihtsamaks.
4. Ebamõistlik sisemine struktuur: puudub voolujuhtimise või rõhu vähendamise konstruktsioon, mille tulemuseks on pöörisvool ja liiga madal kohalik rõhk.
Klapi kavitatsiooni lahendused
Enamikul juhtudel ei ole vaja keerukaid seadmeid muuta. Keskenduge rõhuerinevuse vähendamisele, voolukiiruse aeglustamisele ja struktuuri optimeerimisele, et kavitatsiooni oluliselt maha suruda või vähendada.
1. Optimeerige ventiili valik (põhilahendus)
Valige suure rõhuerinevuse stsenaariumide jaoks mitmeastmelise rõhu{0}}alandamise või kavitatsioonivastase konstruktsiooniga-ventiilid (nt mitme-auguga klapid, labürintventiilid).
Vältige väikese drosselklapiga klappe (nt keraventiilid), mis põhjustavad kergesti tugevat drosselit ja kavitatsiooni.
Arvutage valiku ajal kavitatsiooniindeks, et tagada vastavus tegeliku rõhuerinevuse ja voolukiirusega.
2. Reguleerige töötingimusi
Vältige pikaajalist{0}}kasutust väikese avaga; drosselefekti vähendamiseks hoidke avamist 30–80% piires.
Kui tingimused võimaldavad alandada küllastunud aururõhku, vähendage sobivalt vedeliku temperatuuri ja voolukiirust.
Paigaldage survet vähendav ventiil ülesvoolu, kui rõhuerinevus on liiga suur, et rõhku järk-järgult alandada.
3. Optimeerige klapi trimmimist ja tavapärast hooldust
Kavitatsioonikahjustuse edasilükkamiseks asendage -kavitatsioonivastase viimistlusega (nt kõvasulamist klapikork ja pesa).
Kontrollige viimistlust regulaarselt, parandage või vahetage täkked ja kulunud osad õigeaegselt välja.
Puhastage korrapäraselt mustust, et vältida drosselosade ummistumist ning intensiivseid voolu- ja rõhukõikumisi.
Järeldus
Klapi kavitatsioon on lahendatav füüsikaline nähtus. Võti on kontrollida rõhuerinevust ja voolukiirust, et vältida vedeliku aurustumist ja mullide teket.