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调节阀闪蒸与气蚀产生的原因与预防

发布时间：

2020-04-28

闪蒸是不可压缩流体通过调节阀节流后，从缩流断面直至阀出口的静压降低到等于或者低于该流体在阀入口温度下的饱和蒸汽压时，部分液体汽化使阀后形成气液两相的现象，闪蒸的发生使液体的流量不再随着压降的增加而增加，出现阻塞流，闪蒸还造成气液两相流，气体和液体同时流过阀芯和下游管道，造成冲刷，其特点是阀芯呈现平滑抛光的外形。
空化是流体通过调节阀时，从缩流断面的静压降低到等于或低于该流体在阀门入口温度下的饱和蒸汽压力，部分液体汽化形成气泡，继而静压又恢复到该饱和蒸气压力，气泡破裂回复为液相的现象，这种气泡产生和破裂的全过程称为空化。气蚀是空化作用对材料的侵蚀。空化或气蚀的发生对调节阀阀芯产生很大的冲刷破坏。与闪蒸冲刷不同，气蚀冲刷使阀芯和下游管道都呈现出类似煤渣的粗糙表面。
为了避免闪蒸的发生，采用的措施主要有：
   一、提高材质硬度。选用硬质合金作为阀芯，或者采用在可能发生闪蒸的部位焊接硬质材料，提高材质硬度，减少冲刷。
   二、降低流体流速。设计合理流路，降低下游流体流速，从而降低冲刷速度，例如，在调节阀下游设置扩径管，降低流速。
    三、选用合适的调节阀类型和流向。不同的调节阀和流向，其压力恢复系数不一样，选用压力系数大的调节阀和流向，可防止发生阻塞流。例如，对容易汽化的液体，不宜选用高压力恢复的球阀或者蝶阀，可选用低压力恢复的单座调节阀。
      针对气蚀的发生而采用的措施主要有：
一、控制压降，使气蚀不发生。例如采用多级降压调节阀，使调节阀的压降分为几级，每级的压降都保证不使缩流处压力低于液体的饱和蒸汽压力，从而消除气泡的产生，使气蚀不发生。
二、减少气蚀影响。采用与防止闪蒸的发生类似的方法，例如提高材料硬度，降低流速，使气蚀发生的影响减小。
三、合理分配管路压力，提高下游压力。从设计工艺看，提高调节阀下游压力，使缩流处也相应提高，从而防止气蚀发生。例如，将调节阀安装在下游有较高静压的位置，增设限流孔板等等。