โพรงอากาศวาล์วคืออะไร? จะกำจัดมันได้อย่างไร?

คืออะไรวาล์วโพรงอากาศ? จะกำจัดมันได้อย่างไร?

Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd

เทียนจิน-จีน

19-มิถุนายน-2023

เช่นเดียวกับที่เสียงสามารถส่งผลเสียต่อร่างกายมนุษย์ ความถี่บางอย่างอาจสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์อุตสาหกรรมได้เมื่อเลือกวาล์วควบคุมอย่างเหมาะสม มีความเสี่ยงที่จะเกิดโพรงอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่ระดับเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนที่สูง ส่งผลให้มาก ความเสียหายอย่างรวดเร็วต่อท่อภายในและปลายน้ำของวาล์ว.

นอกจากนี้ระดับเสียงที่สูงมักทำให้เกิดการสั่นสะเทือนซึ่งอาจทำให้ท่อ เครื่องมือ และอุปกรณ์อื่นๆ เสียหายได้วาล์วเมื่อเวลาผ่านไป การเสื่อมสภาพของส่วนประกอบ โพรงวาล์วที่เกิดจากระบบท่อมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรง ความเสียหายนี้ส่วนใหญ่เกิดจากพลังงานเสียงจากการสั่นสะเทือน กระบวนการกัดกร่อนแบบเร่ง และการเกิดโพรงอากาศ ซึ่งสะท้อนจากระดับเสียงที่สูงของการสั่นสะเทือนแอมพลิจูดขนาดใหญ่ที่เกิดจากการก่อตัวและการยุบตัวของฟองไอน้ำใกล้และท้ายน้ำของการหดตัว.

แม้ว่าสิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นในลูกบอลก็ตามวาล์วและโรตารีวาล์วในร่างกายก็เกิดขึ้นได้จริงในเวลาสั้นๆ การคืนตัวสูง คล้ายกับส่วนเวเฟอร์ของตัววีบอลวาล์ว, โดยเฉพาะวาล์วผีเสื้อที่ด้านท้ายน้ำของวาล์วเมื่อวาล์วถูกเน้นในตำแหน่งเดียวที่มีแนวโน้มที่จะเกิดปรากฏการณ์คาวิเทชั่นซึ่งมีแนวโน้มที่จะรั่วไหลในท่อวาล์วและการซ่อมแซมการเชื่อม วาล์วไม่เหมาะกับส่วนนี้ของเส้น

ไม่ว่าการเกิดโพรงอากาศจะเกิดขึ้นภายในวาล์วหรือด้านล่างของวาล์ว อุปกรณ์ในพื้นที่การเกิดโพรงอากาศจะได้รับความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อฟิล์มบางพิเศษ สปริง และโครงสร้างคานยื่นส่วนขนาดเล็ก การสั่นที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่สามารถกระตุ้นให้เกิดการสั่นได้ พบจุดชำรุดบ่อยครั้งในเครื่องมือต่างๆ เช่น เกจวัดความดัน เครื่องส่ง ปลอกเทอร์โมคัปเปิล โฟลว์มิเตอร์ ระบบเก็บตัวอย่าง แอคชูเอเตอร์ ตัวกำหนดตำแหน่ง และลิมิตสวิตช์ที่มีสปริงจะสึกหรอเร็วขึ้น และฉากยึด ตัวยึด และตัวเชื่อมต่อจะคลายและล้มเหลวเนื่องจากการสั่นสะเทือน

การกัดกร่อนแบบ Fretting ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวที่สึกหรอซึ่งสัมผัสกับการสั่นสะเทือน เป็นเรื่องปกติใกล้กับวาล์วคาวิเทชั่น สิ่งนี้จะผลิตออกไซด์แข็งเป็นสารกัดกร่อนเพื่อเร่งการสึกหรอระหว่างพื้นผิวที่สึกหรอ อุปกรณ์ที่ได้รับผลกระทบ ได้แก่ วาล์วแยกและเช็ควาล์ว นอกเหนือจากวาล์วควบคุม ปั๊ม ตะแกรงหมุน เครื่องเก็บตัวอย่าง และกลไกการหมุนหรือเลื่อนอื่นๆ

การสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดสูงยังสามารถแตกและกัดกร่อนชิ้นส่วนวาล์วโลหะและผนังท่อได้ อนุภาคโลหะที่กระจัดกระจายหรือสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถปนเปื้อนตัวกลางในท่อ ซึ่งอาจมีผลกระทบสำคัญต่อท่อวาล์วที่ถูกสุขลักษณะและตัวกลางท่อที่มีความบริสุทธิ์สูง สิ่งนี้ไม่ได้รับอนุญาตเช่นกัน

การคาดการณ์ความล้มเหลวของโพรงอากาศของวาล์วปลั๊กนั้นซับซ้อนกว่า และไม่ได้เป็นเพียงการคำนวณแรงดันตกที่ทำให้หายใจไม่ออกเท่านั้น ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่ความดันในกระแสหลักจะลดลงจนถึงความดันไอของของเหลวก่อนที่พื้นที่จะกลายเป็นไอในท้องถิ่นและการล่มสลายของฟองไอน้ำ ผู้ผลิตวาล์วบางรายคาดการณ์ความล้มเหลวของคราสก่อนวัยอันควรโดยการกำหนดความเสียหายเริ่มต้นที่แรงดันตกคร่อม วิธีการของผู้ผลิตวาล์วในการเริ่มต้นด้วยการคาดการณ์ความเสียหายจากโพรงอากาศนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าฟองไอน้ำยุบตัว ทำให้เกิดโพรงอากาศและเสียงรบกวน มีการพิจารณาว่าจะสามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศอย่างมีนัยสำคัญได้ หากระดับเสียงที่คำนวณได้ต่ำกว่าขีดจำกัดที่แสดงด้านล่าง

ขนาดวาล์วสูงถึง 3 นิ้ว – 80 เดซิเบล

ขนาดวาล์ว 4-6 นิ้ว – 85 dB

ขนาดวาล์ว 8-14 นิ้ว – 90 dB

ขนาดวาล์ว 16 นิ้วขึ้นไป – 95 dB

วิธีการกำจัดความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศ

การออกแบบวาล์วพิเศษเพื่อขจัดการเกิดโพรงอากาศจะใช้การไหลแบบแยกและแรงดันตกคร่อมแบบค่อยเป็นค่อยไป:
“การผันของวาล์ว” คือการแบ่งการไหลขนาดใหญ่ออกเป็นการไหลเล็กๆ หลายทาง และเส้นทางการไหลของวาล์วได้รับการออกแบบเพื่อให้การไหลไหลผ่านช่องเปิดเล็กๆ ที่ขนานกันจำนวนหนึ่ง เนื่องจากส่วนของขนาดของฟองอากาศคาวิเทชั่นจะคำนวณผ่านช่องเปิดที่กระแสไหลผ่าน ช่องเปิดที่เล็กลงทำให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็ก ส่งผลให้เสียงรบกวนน้อยลงและความเสียหายน้อยลงเมื่อเกิดความเสียหาย

“แรงดันตกอย่างช้าๆ” หมายความว่าวาล์วได้รับการออกแบบให้มีจุดปรับตั้งแต่สองจุดขึ้นไปตามลำดับ ดังนั้นแทนที่จะลดแรงดันทั้งหมดในขั้นตอนเดียว กลับใช้ขั้นตอนเล็กๆ หลายขั้นตอน แรงดันตกคร่อมที่น้อยกว่าแต่ละครั้งสามารถป้องกันแรงดันในการหดตัวจากแรงดันไอของของเหลวที่ลดลง จึงช่วยขจัดปรากฏการณ์การเกิดโพรงอากาศในวาล์ว

การผสมผสานระหว่างการเปลี่ยนทิศทางและระยะแรงดันตกในวาล์วเดียวกันช่วยให้ต้านทานการเกิดโพรงอากาศได้ดีขึ้น ในระหว่างการปรับเปลี่ยนวาล์ว การวางตำแหน่งวาล์วควบคุมและความดันที่ทางเข้าของวาล์วจะสูงขึ้น (เช่น ไกลออกไปทางต้นน้ำหรือที่ความสูงต่ำ) ซึ่งบางครั้งก็ช่วยขจัดปัญหาการเกิดโพรงอากาศได้

นอกจากนี้ การวางตำแหน่งวาล์วควบคุมไว้ที่ตำแหน่งของอุณหภูมิของเหลว และดังนั้นความดันไอต่ำ (เช่น ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนด้านข้างที่มีอุณหภูมิต่ำ) จึงสามารถช่วยขจัดปัญหาการเกิดโพรงอากาศได้

บทสรุปแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์คาวิเทชันของวาล์วไม่ได้เป็นเพียงเกี่ยวกับประสิทธิภาพการย่อยสลายและความเสียหายของวาล์วเท่านั้น ท่อและอุปกรณ์ปลายน้ำก็มีความเสี่ยงเช่นกัน การคาดการณ์การเกิดโพรงอากาศและดำเนินการเพื่อกำจัดโพรงอากาศเป็นวิธีเดียวที่จะหลีกเลี่ยงปัญหาค่าใช้จ่ายในการใช้วาล์วที่มีราคาแพง