Miksi läppäventtiili on altis kavitaatiolle?

Herkkyysläppäventtiilitkavitaatioon liittyy läheisesti niiden rakenteelliset ominaisuudet, nesteen dynamiikan ominaisuudet ja käyttöolosuhteet. Erityiset syyt ovat seuraavat:

1. Läppäventtiilirakenne johtaa paikallisten matalapainealueiden muodostumiseen

Läppäventtiilien avaus- ja sulkemiskomponentit ovat kiekon muotoisia läppälevyjä. Kun käännetään auki, nesteen täytyy virrata perhoslevyn reunan ympäri. Paikallinen matalapainevyöhyke muodostuu perhoslevyn taakse (alavirran puolelle). Kun nesteen paine laskee tyydyttyneen höyryn paineen alapuolelle, nesteeseen liuenneet kaasut saostuvat ja muodostavat kuplia, mikä on kavitaation alkuvaihe.

Tyypillinen skenaario: Suuren paine-eron tai nopean veden virtauksen olosuhteissa virtausnopeus perhoslevyn reunassa kasvaa jyrkästi. Bernoullin periaatteen mukaan virtausnopeuden kasvu johtaa paineen laskuun, mikä entisestään pahentaa matalapaineisten alueiden muodostumista ja luo edellytyksiä kavitaatiolle.

2. Nesteen turbulenssin ja kuplan romahtamisen vaikutus

Kun neste kuljettaa kuplia korkeapainevyöhykkeelle (kuten alavirran putkiinläppäventtiilit), kuplat romahtavat nopeasti ja muodostavat mikrosuihkuja, jotka osuvat metallipintaan. Tämän iskun taajuus on erittäin korkea (jopa kymmeniä tuhansia kertoja sekunnissa), mikä aiheuttaa metallipinnan asteittaista kuoppia ja kuoriutumista, mikä lopulta vaurioittaa tiivistepintaa.

Tietojen tuki: Kokeet ovat osoittaneet, että kuplan romahtamisen synnyttämä iskuvoima voi nousta useisiin satoihin megapascaleihin, mikä ylittää huomattavasti tavallisten metallimateriaalien väsymislujuuden ja on kavitaatiovaurion ydinmekanismi.

3. Läppäventtiilien säätöominaisuudet lisäävät kavitaatioriskiä

Läppäventtiilejä käytetään yleisesti virtauksen säätämiseen, mutta kun aukko on pieni (<15 °~20 °), neste kulkee läppälevyn ja venttiilin istukan välisen kapean raon läpi, mikä lisää virtausnopeutta jyrkästi, laskee edelleen painetta ja lisää merkittävästi kavitaatioriskiä.

Tekninen tapaus: Vesivoimalaitoksen imuventtiilissä tai jätevedenkäsittelyjärjestelmässä, jos läppäventtiili on pitkään pienen aukon säätötilassa, venttiililevyn taakse ilmaantuu nopeasti kavitaatiokuoppia, jotka aiheuttavat tiivistyshäiriön ja vaativat venttiililevyn tai tiivisterenkaan toistuvaa vaihtoa.

4. Väliaineen ominaisuuksien ja käyttöolosuhteiden vaikutus

Hiukkasia sisältävä väliaine: Jos neste sisältää kovia hiukkasia, kuten sedimenttiä ja metallioksideja, kavitaation synnyttämä mikrosuihku kuljettaa hiukkaset osuakseen tiivistyspintaan muodostaen "eroosiokavitaatio"-yhdistelmävaurion ja kiihdyttää vikaa.

Korkea lämpötila tai syövyttävä materiaali: Korkea lämpötila voi vähentää nesteiden pintajännitystä ja edistää kuplien muodostumista; Syövyttävä aine voi heikentää metallimateriaalien kavitaatiokykyä, ja kaksoisvaikutus pahentaa läppäventtiilien vikaa.

5. Läppäventtiilityyppien ja -mallien rajoitukset

Yksi epäkesko/keskiläppäventtiili: On tarpeen ottaa huomioon veden virtaussuunta (venttiililevy esijännitetty myötävirtaan). Käänteinen asennus vahingoittaa virtauskentän vakautta ja lisää kavitaatioriskiä.

Pystysuora putkilinjan asennus: Venttiililevyn omapaino voi aiheuttaa epätasaista rasitusta tiivistepinnalle, mikä johtaa paikalliseen paineen alenemiseen ja kavitaatioon.

Pehmeästi tiivistetty läppäventtiili: Kumitiivisterenkaat ovat taipuvaisia ​​kuoriutumaan ja vaurioitumaan kavitaatioiskun vaikutuksesta, kun taas kovatiivisteetläppäventtiilitVaikka ne kestävät eroosiota, niillä on korkeammat kustannukset ja rajoitetut sovellukset.