Was istVentilKavitation? Wie kann man sie beseitigen?
Tianjin Tanggu Wasserdichtungsventil Co., Ltd
Tianjin，CHINA
19.，Juni，2023
So wie Schall negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben kann, können bestimmte Frequenzen bei Industrieanlagen verheerende Auswirkungen haben. Bei falscher Auswahl des Regelventils besteht ein erhöhtes Risiko von Kavitation, die zu hohen Lärm- und Vibrationspegeln führt und sehr schnell zu Schäden an den internen und nachgeschalteten Rohren desVentil.
Darüber hinaus verursachen hohe Geräuschpegel in der Regel Vibrationen, die Rohre, Instrumente und andere Geräte beschädigen könnenVentilIm Laufe der Zeit kommt es durch die Verschlechterung der Komponenten und die Kavitation des Ventils zu schweren Schäden am Rohrleitungssystem. Diese Schäden werden hauptsächlich durch Vibrationsgeräusche, beschleunigte Korrosionsprozesse und Kavitation verursacht, die sich im hohen Geräuschpegel großer Vibrationsamplituden widerspiegeln, die durch die Bildung und den Zusammenbruch von Dampfblasen in der Nähe und stromabwärts der Schrumpfung entstehen..
Obwohl dies normalerweise bei Bällen vorkommtVentileund Drehventile im Körper, kann es tatsächlich in einer kurzen, hohen Erholung ähnlich dem Waferkörperteil des V-Balls auftretenVentil, besondersAbsperrklappenauf der stromabwärtigen Seite des Ventils, wenn dieVentilDa das Ventil in einer Position beansprucht wird, die anfällig für Kavitationsphänomene ist, die zu Leckagen in der Ventilleitung und Schweißreparaturen führen können, ist das Ventil für diesen Leitungsabschnitt nicht geeignet.
Unabhängig davon, ob Kavitation innerhalb oder hinter dem Ventil auftritt, können Geräte im Kavitationsbereich erheblichen Schäden an ultradünnen Filmen, Federn und Auslegerstrukturen mit kleinem Querschnitt ausgesetzt sein. Vibrationen mit großer Amplitude können Schwingungen auslösen. Häufige Fehlerquellen finden sich in Instrumenten wie Druckmessgeräten, Transmittern, Thermoelementhülsen, Durchflussmessern und Probenahmesystemen. Antriebe, Stellungsregler und Endschalter mit Federn unterliegen einem beschleunigten Verschleiß, und Montagehalterungen, Befestigungselemente und Anschlüsse lösen sich und versagen aufgrund von Vibrationen.
Reibkorrosion, die zwischen abgenutzten, vibrationsbelasteten Oberflächen auftritt, ist in der Nähe von Kavitationsventilen häufig. Dabei entstehen harte Oxide als Schleifmittel, die den Verschleiß zwischen den abgenutzten Oberflächen beschleunigen. Zu den betroffenen Geräten zählen Absperr- und Rückschlagventile sowie Regelventile, Pumpen, rotierende Siebe, Probenehmer und alle anderen Dreh- oder Gleitmechanismen.
Schwingungen mit hoher Amplitude können außerdem zu Rissen und Korrosion an metallischen Ventilteilen und Rohrwänden führen. Verstreute Metallpartikel oder korrosive chemische Stoffe können das Medium in der Rohrleitung verunreinigen, was erhebliche Auswirkungen auf die Hygiene der Ventilleitungen und die Reinheit der Rohrleitungsmedien haben kann. Auch dies ist nicht zulässig.
Die Vorhersage von Kavitationsschäden an Kükenhähnen ist komplexer und basiert nicht nur auf der Berechnung des Drosseldruckabfalls. Erfahrungsgemäß kann es vorkommen, dass der Druck im Hauptstrom auf den Dampfdruck der Flüssigkeit abfällt, bevor die lokale Verdampfung eintritt und die Dampfblase kollabiert. Einige Ventilhersteller prognostizieren vorzeitige Kavitationsschäden, indem sie einen anfänglichen Schadensdruckabfall definieren. Die Methode der Ventilhersteller zur Vorhersage von Kavitationsschäden basiert auf der Tatsache, dass Dampfblasen kollabieren und dadurch Kavitation und Lärm verursachen. Es wurde festgestellt, dass erhebliche Kavitationsschäden vermieden werden, wenn der berechnete Lärmpegel 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 ab 16 Zoll – 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 Ströme aufgeteilt. Der Strömungsweg des Ventils ist so ausgelegt, dass der Durchfluss durch mehrere parallele kleine Öffnungen fließt. Dabei wird der Anteil der Kavitationsblase durch die Öffnung berechnet, durch die der Durchfluss fließt. Die kleinere Öffnung ermöglicht die Bildung kleinerer Blasen, was zu weniger Lärm und im Schadensfall zu weniger Schäden führt.
„Abgestufter Druckabfall“ bedeutet, dass das Ventil mit zwei oder mehr in Reihe geschalteten Einstellpunkten ausgestattet ist. So wird der gesamte Druckabfall nicht in einem einzigen Schritt, sondern in mehreren kleineren Schritten durchgeführt. Ein kleinerer Druckabfall als der einzelne Druckabfall kann verhindern, dass der Druck im Schrumpfschlauch durch den fallenden Dampfdruck der Flüssigkeit abfällt, wodurch das Phänomen der Kavitation im Ventil vermieden wird.
Die Kombination aus Umleitung und Druckabfallstufung im selben Ventil ermöglicht eine verbesserte Kavitationsbeständigkeit. Bei der Ventilmodifikation wird das Regelventil so positioniert, dass der Druck am Ventileinlass höher ist (z. B. weiter stromaufwärts oder auf einer niedrigeren Höhe), wodurch Kavitationsprobleme manchmal vermieden werden.
Darüber hinaus kann die Positionierung des Regelventils an der Stelle der Flüssigkeitstemperatur und damit des niedrigen Dampfdrucks (wie etwa am Niedertemperatur-Wärmetauscher) dazu beitragen, Kavitationsprobleme zu vermeiden.
Die Zusammenfassung hat gezeigt, dass es bei Kavitation von Ventilen nicht nur um Leistungseinbußen und Ventilschäden geht. Auch nachgeschaltete Rohrleitungen und Anlagen sind gefährdet. Nur durch die Vorhersage von Kavitation und entsprechende Maßnahmen zu deren Beseitigung lassen sich hohe Ventilverbrauchskosten vermeiden.
Veröffentlichungszeit: 25. Juni 2023
