Așa cum sunetul poate avea efecte negative asupra corpului uman, anumite frecvențe pot face ravagii asupra echipamentelor industriale atunci când sunt exercitate. Când supapele de control sunt selectate corect, există un risc crescut de cavitație, ceea ce va duce la niveluri ridicate de zgomot și vibrații, ceea ce duce la deteriorarea foarte rapidă a interiorului și a conductelor din aval ale supapei. În plus, nivelurile ridicate de zgomot provoacă adesea vibrații care pot deteriora țevile, instrumentele etc.
Supapele sunt susceptibile la deteriorarea severă a sistemului de conducte ca urmare a intervalului de timp, degradarea pieselor și cavitația de la supape. Aceste daune sunt cauzate în principal de energia vibrațională a zgomotului, care accelerează procesul de coroziune. Formarea și prăbușirea bulei în apropierea și în aval de vena contractă este generată de vibrații de mare amplitudine cu niveluri ridicate de zgomot reflectate în cavitație. În timp ce acest lucru se întâmplă în mod obișnuit cu supapele cu bilă și supapele rotative din corpul supapei, poate apărea de fapt cu o conductă scurtă, de recuperare ridicată, pe partea din aval a supapei, ca o supapă cu bilă de tip V cu secțiune de corp de plachetă, în special o supapă fluture. Atunci când supapa este solicitată într-o singură poziție, este ușor să se producă fenomenul de cavitație, astfel încât este ușor să se scurgă la conductele și la repararea sudării supapei, iar supapa nu este potrivită pentru această secțiune a conductei.
Indiferent dacă cavitația are loc în interiorul supapei sau în aval de supapă, echipamentele din zona de cavitație pot suferi daune mari. Filmele ultra-subțiri, arcuri și structuri cantilever cu secțiuni transversale mici, vibrații de mare amplitudine pot provoca defecțiuni oscilatorii. Punctele de defectare frecvente se găsesc în instrumente precum manometre, transmițătoare, sonde termice, debitmetre și sisteme de eșantionare. Actuatoarele, poziționările și întrerupătoarele de limită care conțin arcuri vor suferi o uzură accelerată, suporturile de montare, elementele de fixare și conectorii se vor slăbi și se vor defecta din cauza vibrațiilor.
Coroziunea prin frecare, care apare între suprafețele uzate expuse vibrațiilor, este comună în apropierea supapelor de cavitație. Acest lucru creează oxizi duri care acționează ca abrazivi pentru a accelera uzura dintre suprafețele de uzură. Echipamentele afectate includ supape de izolare și de reținere, în plus față de supape de control, pompe, ecrane rotative, probe și orice alte mecanisme rotative sau glisante.
Vibrațiile de mare amplitudine pot, de asemenea, crăpa și coroda părțile metalice ale supapelor și pereții conductelor. Particulele de metal împrăștiate sau materialele chimice corozive pot contamina mediul din conductă, ceea ce va avea un impact semnificativ asupra conductelor de supape sanitare și a mediului de conducte de înaltă puritate. De asemenea, acest lucru nu este permis.
Predicția deteriorării prin cavitație în supapele de tip buj este mai complicată decât simpla calculare a căderii de presiune a șocului. Experiența a arătat că este posibil ca presiunea din fluxul de lichid principal să scadă la presiunea de vapori a lichidului înainte de a se produce o regiune de vaporizare localizată și colaps al bulelor de vapori. Unii producători de supape prezic deteriorarea incipientă prin eroziune prin definirea unei căderi de presiune incipiente de deteriorare. Metoda de pornire a unui producător de supape pentru a prezice deteriorarea cavitației se bazează pe faptul că bulele de vapori se prăbușesc, provocând cavitație și zgomot. Producătorul a stabilit că deteriorarea semnificativă a cavitației poate fi evitată dacă nivelurile de zgomot calculate sunt sub limitele enumerate mai jos.
Dimensiunea supapei de până la 3" - 80 dB
Dimensiunea supapei de 4-6 inch - 85 dB
Dimensiunea supapei de 8-14 inch - 90 dB
Dimensiuni de supapă 16" și - 95 decibeli mai mari
Metode pentru a elimina deteriorarea cavitației
Designul special al supapei pentru a elimina cavitația folosește fluxul divizat și căderea de presiune în etape:
„Deviația supapei” înseamnă împărțirea unui debit mare în mai multe debite mici și proiectarea traseului de curgere a supapei astfel încât fluxul să treacă prin mai multe deschideri mici paralele. O parte din dimensiunea bulelor de aer datorate cavitației este calculată pentru deschiderile prin care trece fluxul. Deschiderile mai mici permit bule de aer mai mici, rezultând mai puțin zgomot și mai puține daune la momentul respectiv.
„Cădere de presiune în etape” înseamnă că supapa este proiectată cu două sau mai multe puncte de reglare în serie, astfel încât în loc de întreaga cădere de presiune într-o singură etapă, este nevoie de mai mulți pași mai mici. O cădere de presiune mai mică de un individ împiedică scăderea presiunii din vena contractă de la presiunea de vapori a lichidului, eliminând astfel cavitația valvei.
Combinația dintre divizarea debitului și eșalonarea căderii de presiune la aceeași supapă poate obține o rezistență îmbunătățită la cavitație în următoarele moduri. În timpul modificării supapei, poziționarea supapei de control astfel încât presiunea la intrarea supapei să fie mai mare (cum ar fi pe partea mai în amonte sau la o altitudine mai mică) poate elimina uneori problemele de cavitație.
Alternativ, poziționarea supapei de control într-o locație în care temperatura lichidului și, prin urmare, presiunea vaporilor, este scăzută (cum ar fi partea de temperatură scăzută a schimbătorului de căldură) poate ajuta la eliminarea problemelor de cavitație.
Rezuma
S-a demonstrat că cavitația supapei face mai mult decât să degradeze performanța și să deterioreze supapa. Conductele și echipamentele din aval sunt, de asemenea, în pericol. Prevederea cavitației și luarea măsurilor pentru a o elimina este singura modalitate de a evita problemele costisitoare de consum ale supapelor.