โพรงอากาศในวาล์วคืออะไร? จะกำจัดมันได้อย่างไร?

อะไรคือวาล์วโพรงอากาศ? จะกำจัดมันยังไง?

Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd

เทียนจิน-จีน

ศตวรรษที่ 19-มิถุนายน-2023

ในขณะที่เสียงสามารถส่งผลเสียต่อร่างกายมนุษย์ได้ ความถี่บางความถี่อาจส่งผลเสียต่ออุปกรณ์อุตสาหกรรมได้ หากเลือกวาล์วควบคุมอย่างถูกต้อง มีความเสี่ยงต่อการเกิดโพรงอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่ระดับเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนที่สูง ส่งผลให้ท่อภายในและปลายน้ำของเครื่องจักรได้รับความเสียหายอย่างรวดเร็ววาล์ว.

นอกจากนี้ ระดับเสียงที่สูงมักทำให้เกิดการสั่นสะเทือนซึ่งอาจทำให้ท่อ เครื่องมือ และอุปกรณ์อื่นๆ เสียหายได้วาล์วเมื่อเวลาผ่านไป ส่วนประกอบต่างๆ จะเสื่อมสภาพลง การเกิดโพรงอากาศในวาล์วที่เกิดจากระบบท่อ ซึ่งอาจเกิดความเสียหายร้ายแรงได้ ความเสียหายนี้ส่วนใหญ่เกิดจากพลังงานเสียงจากการสั่นสะเทือน กระบวนการกัดกร่อนที่เร่งขึ้น และการเกิดโพรงอากาศ ซึ่งสะท้อนให้เห็นจากระดับเสียงรบกวนสูงจากการสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดสูง ซึ่งเกิดจากการเกิดและการยุบตัวของฟองไอน้ำใกล้และปลายน้ำที่หดตัว.

แม้ว่าสิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นในลูกบอลวาล์วและวาล์วโรตารี่ในตัวเครื่อง มันสามารถเกิดขึ้นได้จริงในระยะเวลาสั้น ๆ ของการฟื้นตัวสูง คล้ายกับส่วนตัวเวเฟอร์ของ V-ballวาล์ว, โดยเฉพาะวาล์วผีเสื้อที่ด้านปลายน้ำของวาล์วเมื่อวาล์วมีการเน้นย้ำในตำแหน่งหนึ่งซึ่งมีแนวโน้มเกิดปรากฏการณ์โพรงอากาศซึ่งมีแนวโน้มเกิดการรั่วซึมในท่อวาล์วและการซ่อมแซมด้วยการเชื่อม วาล์วนี้ไม่เหมาะกับส่วนนี้ของเส้น

ไม่ว่าการเกิดโพรงอากาศจะเกิดขึ้นภายในวาล์วหรือบริเวณปลายน้ำของวาล์ว อุปกรณ์ในพื้นที่ที่เกิดโพรงอากาศจะได้รับความเสียหายอย่างหนักจากฟิล์มบางพิเศษ สปริง และโครงสร้างคานยื่นขนาดเล็ก การสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดสูงอาจทำให้เกิดการสั่นได้ จุดบกพร่องที่พบบ่อยพบได้ในเครื่องมือวัดต่างๆ เช่น มาตรวัดความดัน เครื่องส่งสัญญาณ ปลอกเทอร์โมคัปเปิล เครื่องวัดอัตราการไหล ระบบเก็บตัวอย่าง แอคชูเอเตอร์ ตัวกำหนดตำแหน่ง และสวิตช์จำกัดที่มีสปริงจะสึกหรอเร็วขึ้น และขายึด ตัวยึด และขั้วต่อจะหลวมและเสียหายเนื่องจากการสั่นสะเทือน

การกัดกร่อนแบบเสียดสี (Fretting Corrosion) ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวที่สึกหรอและสัมผัสกับแรงสั่นสะเทือน มักเกิดขึ้นใกล้กับวาล์วคาวิเทชัน การกัดกร่อนนี้ก่อให้เกิดออกไซด์แข็งซึ่งเป็นสารกัดกร่อนที่เร่งการสึกหรอระหว่างพื้นผิวที่สึกหรอ อุปกรณ์ที่ได้รับผลกระทบประกอบด้วยวาล์วแยกและวาล์วตรวจสอบ รวมถึงวาล์วควบคุม ปั๊ม ตะแกรงหมุน เครื่องเก็บตัวอย่าง และกลไกการหมุนหรือการเลื่อนอื่นๆ

การสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดสูงอาจทำให้ชิ้นส่วนวาล์วโลหะและผนังท่อแตกร้าวและกัดกร่อนได้ อนุภาคโลหะที่กระจัดกระจายหรือสารเคมีกัดกร่อนสามารถปนเปื้อนสารในท่อ ซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อท่อวาล์วที่ถูกสุขอนามัยและสารในท่อที่มีความบริสุทธิ์สูง ไม่อนุญาตให้ทำเช่นนี้

การคาดการณ์ความล้มเหลวของการเกิดโพรงอากาศในวาล์วปลั๊กมีความซับซ้อนมากกว่า และไม่ใช่แค่การคำนวณความดันลดของโช้กเพียงอย่างเดียว จากประสบการณ์พบว่ามีความเป็นไปได้ที่ความดันในกระแสหลักจะลดลงจนถึงระดับความดันไอของของเหลวก่อนที่บริเวณนั้นจะเกิดการระเหยและฟองไอน้ำจะยุบตัว ผู้ผลิตวาล์วบางรายคาดการณ์ความล้มเหลวของการเกิดโพรงอากาศก่อนกำหนดโดยการกำหนดความดันลดของความเสียหายเริ่มต้น วิธีการของผู้ผลิตวาล์วในการเริ่มต้นการคาดการณ์ความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศนั้นอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าฟองไอน้ำจะยุบตัวลง ทำให้เกิดโพรงอากาศและเสียงรบกวน พบว่าสามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศได้อย่างมีนัยสำคัญ หากระดับเสียงที่คำนวณได้ต่ำกว่าขีดจำกัดที่ระบุไว้ด้านล่าง

ขนาดวาล์วสูงสุด 3 นิ้ว – 80 dB

ขนาดวาล์ว 4-6 นิ้ว – 85 dB

ขนาดวาล์ว 8-14 นิ้ว – 90 dB

ขนาดวาล์ว 16 นิ้วขึ้นไป – 95 เดซิเบล

วิธีการกำจัดความเสียหายจากโพรงอากาศ

การออกแบบวาล์วพิเศษเพื่อกำจัดการเกิดโพรงอากาศโดยใช้การไหลแบบแยกและการลดแรงดันแบบค่อยเป็นค่อยไป:
“การเบี่ยงวาล์ว” คือการแบ่งการไหลขนาดใหญ่ออกเป็นการไหลขนาดเล็กหลายๆ ทิศทาง และเส้นทางการไหลของวาล์วได้รับการออกแบบให้การไหลไหลผ่านช่องเปิดขนาดเล็กหลายๆ ช่องขนานกัน เนื่องจากสัดส่วนของขนาดของฟองอากาศที่เกิดจากการเกิดโพรงอากาศถูกคำนวณผ่านช่องเปิดที่การไหลผ่าน ช่องเปิดขนาดเล็กทำให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็ก ส่งผลให้เสียงรบกวนน้อยลงและความเสียหายน้อยลง

“การลดแรงดันแบบค่อยเป็นค่อยไป” หมายความว่าวาล์วได้รับการออกแบบให้มีจุดปรับตั้งแต่สองจุดขึ้นไปต่อกันแบบอนุกรม ดังนั้นแทนที่จะลดแรงดันทั้งหมดในขั้นตอนเดียว วาล์วจะใช้ขั้นตอนย่อยๆ หลายขั้นตอน การลดแรงดันที่น้อยกว่าแต่ละครั้งสามารถป้องกันแรงดันในส่วนที่หดตัวจากแรงดันไอของของเหลวที่ลดลง จึงช่วยลดปรากฏการณ์โพรงอากาศในวาล์ว

การผสมผสานระหว่างการแยกทางและการลดแรงดันในวาล์วเดียวกันช่วยให้ความต้านทานการเกิดโพรงอากาศดีขึ้น ในระหว่างการดัดแปลงวาล์ว การวางตำแหน่งวาล์วควบคุมและแรงดันที่ทางเข้าของวาล์วจะต้องสูงขึ้น (เช่น อยู่ด้านต้นน้ำมากขึ้น หรืออยู่ที่ความสูงต่ำกว่า) ซึ่งบางครั้งอาจช่วยขจัดปัญหาการเกิดโพรงอากาศได้

นอกจากนี้ การวางวาล์วควบคุมไว้ที่ตำแหน่งอุณหภูมิของเหลว และแรงดันไอต่ำ (เช่น ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนด้านอุณหภูมิต่ำ) จะช่วยขจัดปัญหาการเกิดโพรงอากาศได้

บทสรุปแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์โพรงอากาศในวาล์วไม่ได้เป็นเพียงปัญหาประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพและความเสียหายของวาล์วเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบต่อท่อและอุปกรณ์ปลายน้ำอีกด้วย การคาดการณ์การเกิดโพรงอากาศและการดำเนินการเพื่อขจัดปัญหานี้เป็นวิธีเดียวที่จะหลีกเลี่ยงปัญหาค่าใช้จ่ายสูงในการบริโภควาล์ว