Qu'est-ce quesoupapeCavitation ? Comment l'éliminer ?
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd
Tianjin，CHINE
19e，Juin，2023
Tout comme le son peut avoir un effet négatif sur le corps humain, certaines fréquences peuvent faire des ravages sur les équipements industriels. Lorsque la vanne de régulation est correctement sélectionnée, il existe un risque accru de cavitation, ce qui entraînera des niveaux de bruit et de vibrations élevés, entraînant des dommages très rapides aux tuyaux internes et en aval de lasoupape.
De plus, des niveaux de bruit élevés provoquent généralement des vibrations qui peuvent endommager les tuyaux, les instruments et autres équipements.SoupapeAvec le temps, la dégradation des composants et la cavitation des vannes, qui peuvent entraîner des dommages importants au système de canalisation, sont susceptibles d'entraîner des dommages importants. Ces dommages sont principalement causés par l'énergie sonore des vibrations, l'accélération du processus de corrosion et la cavitation, reflétée par le niveau sonore élevé des vibrations de grande amplitude générées par la formation et l'effondrement des bulles de vapeur à proximité et en aval de la zone de retrait..
Bien que cela se produise généralement dans les matchs de ballevanneset des vannes rotatives dans le corps, cela peut en fait se produire dans une récupération courte et élevée similaire à la partie du corps de plaquette du V-ballsoupape, en particuliervannes papillonsur le côté aval de la vanne lorsque lesoupapeest sollicité dans une position sujette au phénomène de cavitation, qui est sujet aux fuites dans la tuyauterie de la vanne et à la réparation par soudure, la vanne n'est pas adaptée à cette section de la ligne.
Que la cavitation se produise à l'intérieur ou en aval de la vanne, les équipements situés dans la zone de cavitation sont soumis à des dommages importants : films ultra-minces, ressorts et structures en porte-à-faux de petite section. Des vibrations de grande amplitude peuvent déclencher des oscillations. Les points de défaillance fréquents se situent dans des instruments tels que les manomètres, les transmetteurs, les manchons de thermocouple, les débitmètres et les systèmes d'échantillonnage. Les actionneurs, positionneurs et interrupteurs de fin de course à ressorts subissent une usure accélérée, tandis que les supports de montage, les fixations et les connecteurs se desserrent et tombent en panne sous l'effet des vibrations.
La corrosion de contact, qui se produit entre les surfaces usées exposées aux vibrations, est fréquente à proximité des vannes à cavitation. Elle produit des oxydes durs qui agissent comme abrasifs et accélèrent l'usure entre les surfaces usées. Les équipements concernés comprennent les vannes d'isolement et les clapets anti-retour, ainsi que les vannes de régulation, les pompes, les tamis rotatifs, les échantillonneurs et tout autre mécanisme rotatif ou coulissant.
Les vibrations de forte amplitude peuvent également fissurer et corroder les pièces métalliques des vannes et les parois des canalisations. Des particules métalliques dispersées ou des produits chimiques corrosifs peuvent contaminer le fluide dans la canalisation, ce qui peut avoir un impact significatif sur l'hygiène des vannes et sur la pureté des fluides utilisés dans les canalisations. Ceci est également interdit.
La prévision d'une défaillance par cavitation des vannes à boisseau est plus complexe et ne se limite pas au simple calcul de la perte de charge. L'expérience suggère qu'il est possible que la pression dans le flux principal chute jusqu'à la pression de vapeur du liquide avant la vaporisation locale de la zone et l'effondrement de la bulle de vapeur. Certains fabricants de vannes prédisent une défaillance prématurée par éclipse en définissant une perte de charge initiale. La méthode utilisée par les fabricants pour prédire les dommages par cavitation repose sur le fait que l'effondrement des bulles de vapeur provoque cavitation et bruit. Il a été déterminé que des dommages importants par cavitation seront évités si le niveau de bruit calculé est inférieur aux limites indiquées ci-dessous.
Taille de valve jusqu'à 3 pouces – 80 dB
Taille de valve de 4 à 6 pouces – 85 dB
Taille de valve 8-14 pouces – 90 dB
Tailles de valve de 16 pouces et plus – 95 dB
Méthodes d'élimination des dommages dus à la cavitation
La conception spéciale de la vanne pour éliminer la cavitation utilise un flux divisé et une chute de pression graduée :
La « déviation par vanne » consiste à diviser un débit important en plusieurs petits débits. Le trajet de la vanne est conçu de manière à ce que le débit s'écoule à travers plusieurs petites ouvertures parallèles. La taille de la bulle de cavitation est calculée en fonction de l'ouverture traversée par le débit. Cette ouverture plus petite permet la formation de petites bulles, ce qui réduit le bruit et les dommages.
La « perte de charge graduée » signifie que la vanne est conçue avec deux ou plusieurs points de réglage en série. Ainsi, au lieu de subir la perte de charge totale en une seule étape, elle est réalisée en plusieurs étapes plus petites. Une perte de charge inférieure à une seule étape peut empêcher la pression dans le rétrécissement de diminuer la pression de vapeur du liquide, éliminant ainsi le phénomène de cavitation dans la vanne.
La combinaison de la dérivation et de la régulation de la perte de charge dans une même vanne permet d'améliorer la résistance à la cavitation. Lors de la modification de la vanne, le positionnement de la vanne de régulation et la pression à l'entrée de la vanne sont plus élevés (par exemple, plus en amont ou à une hauteur inférieure), ce qui permet parfois d'éliminer les problèmes de cavitation.
De plus, le positionnement de la vanne de régulation à l'endroit de la température du liquide, et donc de la faible pression de vapeur (comme l'échangeur de chaleur côté basse température) peut aider à éliminer les problèmes de cavitation.
Le résumé a montré que le phénomène de cavitation des vannes ne se limite pas à une dégradation des performances et à des dommages aux vannes. Les canalisations et équipements en aval sont également menacés. Prévoir la cavitation et prendre des mesures pour l'éliminer est le seul moyen d'éviter les coûts élevés liés à la consommation de vannes.
Date de publication : 25 juin 2023
