Was ist Ventilkavitation? Wie kann man es beseitigen?

Was istVentilKavitation? Wie kann man es beseitigen?

Tianjin Tanggu Wasserdichtungsventil Co., Ltd

Tianjin，CHINA

19，Juni，2023

So wie sich Schall negativ auf den menschlichen Körper auswirken kann, können bestimmte Frequenzen bei Industrieanlagen verheerende Auswirkungen haben. Bei richtiger Auswahl des Steuerventils besteht ein erhöhtes Kavitationsrisiko, das zu hohen Geräusch- und Vibrationspegeln und damit zu erheblichen Schäden führt schnelle Beschädigung der internen und nachgeschalteten Rohre desVentil.

Darüber hinaus verursachen hohe Geräuschpegel in der Regel Vibrationen, die Rohre, Instrumente und andere Geräte beschädigen könnenVentilIm Laufe der Zeit kommt es zu einer Verschlechterung der Komponenten und zu Ventilkavitation, wodurch das Rohrleitungssystem anfällig für schwere Schäden ist. Dieser Schaden wird hauptsächlich durch Vibrationsgeräuschenergie, beschleunigten Korrosionsprozess und Kavitation verursacht, die sich im hohen Geräuschpegel von Vibrationen mit großer Amplitude widerspiegeln, die durch die Bildung und den Zusammenbruch von Dampfblasen in der Nähe und stromabwärts der Schrumpfung entstehen.

Obwohl dies normalerweise im Ball vorkommtVentileund Drehventile im Körper kann es tatsächlich zu einer kurzen, hohen Erholung kommen, ähnlich dem Wafer-Körperteil der V-KugelVentil, besondersAbsperrklappenauf der stromabwärtigen Seite des Ventils, wenn dieVentilWenn das Ventil in einer Position beansprucht wird und anfällig für Kavitationserscheinungen ist, die zu Undichtigkeiten in der Ventilleitung und Schweißreparaturen führen können, ist das Ventil für diesen Leitungsabschnitt nicht geeignet.

Unabhängig davon, ob Kavitation innerhalb des Ventils oder stromabwärts des Ventils auftritt, werden Geräte im Kavitationsbereich erheblichen Schäden an ultradünnen Filmen, Federn und freitragenden Strukturen mit kleinem Querschnitt ausgesetzt, und Vibrationen mit großer Amplitude können Schwingungen auslösen. Häufige Fehlerstellen finden sich in Instrumenten wie Druckmessgeräten, Messumformern, Thermoelementhülsen, Durchflussmessern und Probenahmesystemen. Stellantriebe, Stellungsregler und Endschalter mit Federn unterliegen einem beschleunigten Verschleiß, und Montagehalterungen, Befestigungselemente und Anschlüsse lösen sich aufgrund von Vibrationen und versagen.

In der Nähe von Kavitationsventilen kommt es häufig zu Passungsrost, der zwischen abgenutzten Oberflächen auftritt, die Vibrationen ausgesetzt sind. Dadurch entstehen harte Oxide als Schleifmittel, die den Verschleiß zwischen verschlissenen Oberflächen beschleunigen. Zu den betroffenen Geräten gehören Absperr- und Rückschlagventile sowie Steuerventile, Pumpen, rotierende Siebe, Probenehmer und alle anderen rotierenden oder verschiebbaren Mechanismen.

Vibrationen mit hoher Amplitude können auch Metallventilteile und Rohrwände reißen und korrodieren lassen. Verstreute Metallpartikel oder korrosive chemische Materialien können die Medien in der Rohrleitung verunreinigen, was erhebliche Auswirkungen auf hygienische Ventilleitungen und hochreine Rohrleitungsmedien haben kann. Auch das ist nicht erlaubt.

Die Vorhersage des Kavitationsversagens von Kükenventilen ist komplexer und basiert nicht einfach auf der Berechnung des Drosseldruckabfalls. Die Erfahrung zeigt, dass es möglich ist, dass der Druck im Hauptstrom auf den Dampfdruck der Flüssigkeit absinkt, bevor der Bereich lokal verdampft und die Dampfblase kollabiert. Einige Ventilhersteller prognostizieren einen vorzeitigen Eclipse-Ausfall, indem sie einen anfänglichen Schadensdruckabfall definieren. Die Methode eines Ventilherstellers, mit der Vorhersage von Kavitationsschäden zu beginnen, basiert auf der Tatsache, dass Dampfblasen kollabieren und Kavitation und Lärm verursachen. Es wurde festgestellt, dass erhebliche Kavitationsschäden vermieden werden, wenn der berechnete Geräuschpegel unter den unten aufgeführten Grenzwerten liegt.

Ventilgröße bis 3 Zoll – 80 dB

Ventilgröße von 4–6 Zoll – 85 dB

Ventilgröße 8-14 Zoll – 90 dB

Ventilgrößen von 16 Zoll und größer – 95 dB

Methoden zur Beseitigung von Kavitationsschäden

Das spezielle Ventildesign zur Vermeidung von Kavitation nutzt geteilten Durchfluss und abgestuften Druckabfall:
Bei der „Ventilumleitung“ wird ein großer Durchfluss in mehrere kleine Durchflussmengen aufgeteilt. Der Durchflussweg des Ventils ist so ausgelegt, dass der Durchfluss durch mehrere parallele kleine Öffnungen fließt. Denn der Anteil der Größe der Kavitationsblase wird durch die Öffnung berechnet, durch die die Strömung strömt. Die kleinere Öffnung ermöglicht kleine Blasen, was zu weniger Lärm und weniger Schaden bei Beschädigungen führt.

„Abgestufter Druckabfall“ bedeutet, dass das Ventil so konzipiert ist, dass es zwei oder mehr Einstellpunkte in Reihe hat, sodass der gesamte Druckabfall nicht in einem einzigen Schritt erfolgt, sondern in mehreren kleineren Schritten. Weniger als der individuelle Druckabfall kann verhindern, dass der Dampfdruck der Flüssigkeit in der Schrumpfung sinkt, wodurch das Phänomen der Kavitation im Ventil beseitigt wird.

Die Kombination aus Umleitung und Druckabfallstufung im selben Ventil ermöglicht eine verbesserte Kavitationsbeständigkeit. Bei der Ventilmodifikation wird das Steuerventil so positioniert, dass der Druck am Einlass des Ventils höher ist (z. B. weiter stromaufwärts oder auf einer niedrigeren Höhe), wodurch manchmal Kavitationsprobleme vermieden werden.

Darüber hinaus kann die Positionierung des Steuerventils am Ort der Flüssigkeitstemperatur und damit des niedrigen Dampfdrucks (z. B. am Niedertemperatur-Wärmetauscher) dazu beitragen, Kavitationsprobleme zu vermeiden.

Die Zusammenfassung hat gezeigt, dass es beim Kavitationsphänomen von Ventilen tatsächlich nicht nur um eine Verschlechterung der Leistung und Schäden an Ventilen geht. Auch nachgelagerte Pipelines und Geräte sind gefährdet. Nur durch die Vorhersage von Kavitation und die Ergreifung von Maßnahmen zu deren Beseitigung lässt sich das Problem teurer Ventilverbrauchskosten vermeiden.