Шум и кавитация на управляващия клапан

Въведение

Звукът се генерира от движението на течност през клапан.Само когато звукът е нежелан, той се нарича "шум".Ако шумът надвишава определени нива, той може да стане опасен за персонала.Шумът също е добър инструмент за диагностика.Тъй като звукът или шумът се генерират от триенето, прекомерният шум показва възможната повреда, възникнала в клапана.Повредата може да бъде причинена от самото триене или вибрация.

Има три основни източника на шум:

–Механична вибрация
– Хидродинамичен шум
– Аеродинамичен шум

Механична вибрация

Механичните вибрации са добра индикация за влошаване на компонентите на клапана.Тъй като генерираният шум обикновено е с нисък интензитет и честота, той обикновено не е проблем за безопасността на персонала.Вибрацията е по-голям проблем при клапаните на ствола в сравнение с клапаните с клетка.Клетъчните клапани имат по-голяма опорна площ и следователно е по-малко вероятно да причинят проблеми с вибрациите.

Хидродинамичен шум

Хидродинамичен шум се произвежда в течни потоци.Когато флуидът премине през ограничение и настъпи промяна в налягането, е възможно течността да образува мехурчета от пара.Това се нарича мигане.Проблем е и кавитацията, при която мехурчетата се образуват, но след това се срутват.Генерираният шум по принцип не е опасен за персонала, но е добра индикация
от потенциална повреда на компонентите на тапицерията.

Аеродинамичен шум

Аеродинамичният шум се генерира от турбулентността на газовете и е основен източник на шум.Генерираните нива на шум могат да бъдат опасни за персонала и зависят от количеството на потока и спада на налягането.

Кавитация и мигане

Мигащи

Мигането е първият етап на кавитация.Възможно е обаче проблясването да се случи от само себе си, без да се появи кавитация.
Мигането се случва в течните потоци, когато част от течността се превръща постоянно в пара.Това се дължи на намаляване на налягането, което принуждава течността да премине в газообразно състояние.Намаляването на налягането се причинява от ограничението в потока, което генерира по-висок дебит през ограничението и следователно намаляване на налягането.
Двата основни проблема, причинени от мигането, са:

– Ерозия
– Намален капацитет

Ерозия

Когато се появи мигане, потокът от изхода на клапана се състои от течност и пара.При засилено мигане парата пренася течността.Тъй като скоростта на потока се увеличава, течността действа като твърди частици, докато удря вътрешните части на клапана.Скоростта на изходящия поток може да бъде намалена чрез увеличаване на размера на изхода на клапана, което би намалило щетите.Опциите за използване на втвърдени материали са друго решение.Ъгловите клапани са подходящи за това приложение, тъй като мигането се случва по-надолу по течението от комплекта на облицовката и клапана.

Намален капацитет

Когато потокът на потока частично се промени в пара, както в случай на мигане, пространството, което заема, се увеличава.Поради намалената налична площ, капацитетът на клапана да обработва по-големи потоци е ограничен.Задушен поток е терминът, използван, когато капацитетът на потока е ограничен по този начин

Кавитация

Кавитацията е същата като мигането, с изключение на това, че налягането се възстановява в изходящия поток, така че парите се връщат в течност.Критичното налягане е налягането на парите на флуида.Мигането се случва точно след облицовката на клапана, когато налягането падне под налягането на парите, а след това мехурчетата се срутват, когато налягането се възстанови над налягането на парите.Когато мехурчетата се срутят, те изпращат силни ударни вълни в потока.Основният проблем с кавитацията е повредата на облицовката и тялото на клапана.Това се дължи главно на срутването на мехурчетата.В зависимост от степента на развита кавитация, нейните ефекти могат да варират от а
лек съскащ звук с малка или никаква повреда на оборудването на силно шумна инсталация, причиняваща тежка физическа повреда на клапана и тръбопроводите надолу по веригата. Силната кавитация е шумна и може да звучи така, сякаш чакълът тече през клапана.
Произвежданият шум не е основен проблем от гледна точка на личната безопасност, тъй като обикновено е с ниска честота и интензитет и като такъв не представлява проблем за персонала.