Was istVentilKavitation? Wie lässt sie sich 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 falscher Auswahl des Regelventils industrielle Anlagen schwer beschädigen. Es besteht ein erhöhtes Risiko von Kavitation, was zu hohen Lärm- und Vibrationspegeln führt und somit die internen und nachgelagerten Rohrleitungen sehr schnell schädigt.Ventil.
Darüber hinaus verursachen hohe Lärmpegel in der Regel Vibrationen, die Rohre, Instrumente und andere Geräte beschädigen können.VentilMit der Zeit verschleißen die Komponenten, und durch Ventilkavitation wird das Rohrleitungssystem anfällig für schwere Schäden. Diese Schäden entstehen hauptsächlich durch Vibrationsenergie, beschleunigte Korrosionsprozesse und Kavitation, die sich in einem hohen Geräuschpegel durch großamplitudige Vibrationen äußert. Diese Vibrationen entstehen durch die Bildung und den Kollaps von Dampfblasen in der Nähe und stromabwärts der Verengung..
Obwohl dies normalerweise bei Bällen vorkommtVentileund Drehventilen im Gehäuse kann dies tatsächlich bei einer kurzen, hohen Erholungsphase ähnlich dem Wafer-Gehäuseteil der V-Kugel auftreten.Ventil, besondersAbsperrklappenauf der stromabwärtigen Seite des Ventils, wenn dieVentilDa an einer Stelle eine starke Belastung auftritt, die zu Kavitationsphänomenen führt und die Gefahr von Leckagen in der Ventilleitung und Schweißreparaturen birgt, ist das Ventil für diesen Leitungsabschnitt nicht geeignet.
Unabhängig davon, ob Kavitation innerhalb oder stromabwärts des Ventils auftritt, werden Geräte im Kavitationsbereich erheblichen Schäden an ultradünnen Schichten, Federn und kleinen Kragarmstrukturen ausgesetzt sein. Schwingungen mit großer Amplitude können Oszillationen auslösen. Häufige Ausfallpunkte finden sich an Instrumenten wie Manometern, Messumformern, Thermoelementhülsen, Durchflussmessern und Probenahmesystemen. Aktuatoren, Stellungsregler und Endschalter mit Federn unterliegen einem beschleunigten Verschleiß, und Montagehalterungen, Befestigungselemente und Steckverbinder können sich aufgrund von Vibrationen lösen und ausfallen.
Reibkorrosion, die zwischen verschlissenen, vibrationsbeanspruchten Oberflächen auftritt, ist in der Nähe von Kavitationsventilen weit verbreitet. Dabei bilden sich harte Oxide, die als Schleifmittel den Verschleiß zwischen den Oberflächen beschleunigen. Betroffen sind Absperr- und Rückschlagventile sowie Regelventile, Pumpen, rotierende Siebe, Probenahmegeräte und alle anderen rotierenden oder gleitenden Mechanismen.
Starke Vibrationen können zudem Metallventile und Rohrwandungen beschädigen und korrodieren. Abgelöste Metallpartikel oder korrosive Chemikalien können die Medien in der Rohrleitung verunreinigen und dadurch die Hygiene von Ventilen und die Reinheit der Rohrleitungsmedien erheblich beeinträchtigen. Dies ist ebenfalls unzulässig.
Die Vorhersage von Kavitationsschäden an Kegelventilen ist komplexer und lässt sich nicht einfach durch die Berechnung des Drosseldruckabfalls erklären. Erfahrungsgemäß kann der Druck im Hauptstrom bis auf den Dampfdruck der Flüssigkeit absinken, bevor es zur lokalen Verdampfung und zum Kollaps der Dampfblase kommt. Einige Ventilhersteller prognostizieren vorzeitige Kavitationsschäden, indem sie einen initialen Schadensdruckabfall definieren. Die Methode eines Ventilherstellers zur Vorhersage von Kavitationsschäden basiert auf der Tatsache, dass Dampfblasen kollabieren und dadurch Kavitation und Geräusche verursachen. Es hat sich gezeigt, dass signifikante Kavitationsschäden vermieden werden können, wenn der berechnete Geräuschpegel unter den unten aufgeführten Grenzwerten liegt.
Ventilgröße bis zu 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
Eine spezielle Ventilkonstruktion zur Vermeidung von Kavitation nutzt geteilten Durchfluss und abgestuften Druckabfall:
Die Ventilumleitung teilt einen großen Durchfluss in mehrere kleine Ströme auf. Der Durchflussweg des Ventils ist so gestaltet, dass der Durchfluss durch eine Reihe paralleler kleiner Öffnungen strömt. Da die Größe der Kavitationsblase maßgeblich von der durchströmten Öffnung abhängt, ermöglichen kleinere Öffnungen die Bildung kleinerer Blasen, was zu weniger Geräuschen und geringeren Schäden führt.
„Gradierter Druckabfall“ bedeutet, dass das Ventil über zwei oder mehr in Reihe geschaltete Einstellpunkte verfügt. Anstatt den gesamten Druckabfall in einem einzigen Schritt zu bewältigen, erfolgt dieser in mehreren kleineren Schritten. Der geringere Druckabfall verhindert, dass der Druck im Ventil durch den sinkenden Dampfdruck der Flüssigkeit zunimmt und somit Kavitation entsteht.
Die Kombination aus Umleitung und Druckabfallstufen im selben Ventil ermöglicht eine verbesserte Kavitationsbeständigkeit. Bei der Ventilmodifikation kann das Regelventil so positioniert werden, dass der Druck am Ventileinlass höher ist (z. B. weiter stromaufwärts oder auf einer geringeren Höhe), wodurch Kavitationsprobleme mitunter beseitigt werden.
Darüber hinaus kann die Positionierung des Regelventils an der Stelle der Flüssigkeitstemperatur und damit des niedrigen Dampfdrucks (z. B. am Wärmetauscher auf der Niedertemperaturseite) dazu beitragen, Kavitationsprobleme zu vermeiden.
Die Zusammenfassung hat gezeigt, dass Kavitation an Ventilen nicht nur die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt und Ventile beschädigt. Auch nachgelagerte Rohrleitungen und Anlagen sind gefährdet. Nur durch die Vorhersage von Kavitation und entsprechende Gegenmaßnahmen lassen sich hohe Kosten für den Ventilverschleiß vermeiden.
Veröffentlichungsdatum: 25. Juni 2023
