如何辨別FESTO電磁閥汽蝕損害的3種方法

    如何辨別FESTO電磁閥汽蝕損害的3種方法

    分析三種FESTO電磁閥汽蝕損害的診斷方法，建議在閥門選型時，充分利用法則、控制出口流速，避免或減小閥門損壞。

    FESTO電磁閥在流體工業(yè)中發(fā)揮著重大作用。如今，隨著裝置節(jié)能減排、提高效益、連續(xù)穩(wěn)定運行、減少控制閥備件、快速的售后服務(wù)響應(yīng)等要求的逐步提高，導(dǎo)致愈來愈重視如何優(yōu)化、選擇及使用控制閥這個問題了，這是由于控制閥在裝置中扮演氣動疏水閥的角色，直接決定著裝置的運行狀態(tài)，氣動調(diào)節(jié)閥據(jù)統(tǒng)計由于控制閥的故障導(dǎo)致裝置停車的比例高達65%，控制閥選型的好壞也決定產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量?；仡櫧?年，控制閥技術(shù)發(fā)展迅速,一些級控制閥紛紛推出了在特殊情況下應(yīng)用的閥門，例如耐高溫、高壓差、汽蝕、閃蒸、部分顆粒介質(zhì)磨蝕、高噪音等工況；同時智能診斷型定位器陸續(xù)問世，通過定位器可以對閥門進行良好的實時檢測、提供維護報警信息、優(yōu)化閥門使用。無可置疑，上述這些技術(shù)的提高，大大了裝置的穩(wěn)定運行，減少了許多薄弱環(huán)節(jié)。但是我們?nèi)绾尾拍苷_計算選擇并使用閥門呢？由使用經(jīng)驗得知，在苛刻工況中，汽蝕經(jīng)常造成閥門內(nèi)件損壞，并伴有高噪音、內(nèi)件振動、阻塞流等情況發(fā)生，在閥門計算選型時，如何減小、避免汽蝕的發(fā)生，對閥門的正確使用至關(guān)重要。目前，閥門制造商對汽蝕的評估方法不盡相同，本文圍繞KE法、δ法和XFz法，主要針對如何減少、避免汽蝕和閥門正確選型應(yīng)用進行分析。

    FESTO電磁閥汽蝕(空化)

    FESTO電磁閥汽蝕現(xiàn)象是指介質(zhì)流經(jīng)閥內(nèi)腔縮流處時，流速較大，壓強能較，如果這時的壓力于介質(zhì)的飽和蒸汽壓，液體氣化，部分轉(zhuǎn)變成含蒸汽或氣體的氣泡。當介質(zhì)流過縮流處后，壓力升高，電動調(diào)節(jié)閥如果過飽和蒸汽壓值，汽泡發(fā)生破裂，重新由氣(汽)相變?yōu)橐合?，這個過程稱為汽蝕或空化(Cavitation)。當汽泡爆裂時，噴射釋放巨大的能量，并產(chǎn)生振動波，實驗室證明150μm直徑汽泡破裂液滴噴射速度達到400km/h,產(chǎn)生的瞬間爆破壓力可達數(shù)千公斤，對閥內(nèi)件表面造成嚴重沖擊、侵蝕磨損，同時會導(dǎo)致劇烈振動和高噪音、阻塞流的發(fā)生。對于嚴重汽蝕，在很短的時間內(nèi)，閥內(nèi)件將被損壞或者閥門的工作特性發(fā)生改變。

    在此類泵上設(shè)有一個重要部件——氣室。氣室的作用就是利用空氣的可壓縮性(或者叫做彈性)，將隔膜泵的出水脈動吸收掉，使之趨于平穩(wěn)。

    FESTO電磁閥的結(jié)構(gòu)一般是用橡膠膜片將水腔與空氣腔隔開。電動調(diào)節(jié)閥向空氣腔充入壓縮空氣后，水腔里水的脈動就通過橡膠膜片被氣室里的壓縮空氣吸收掉了，進入系統(tǒng)內(nèi)部的水流基本是平穩(wěn)的。但要達到水流基本平穩(wěn)的要求，有個前提，即氣室內(nèi)的氣壓應(yīng)與水壓相適應(yīng)。由此可見，上噴霧機工作前應(yīng)向隔膜泵氣室適當充氣。

    那么怎樣才能充氣適當呢？

    方法1、FESTO電磁閥先向氣室充氣，其氣壓大于泵的工作壓力。驅(qū)動隔膜泵，調(diào)至工作壓力，此時可見到泵的出水膠管劇烈抖動。取一針狀物，頂在氣嘴處放氣，隨著放氣的進行，出水膠管的抖動現(xiàn)象將逐漸消失。出水膠管平穩(wěn)后，停止放氣。

    方法2、FESTO電磁閥調(diào)至工作壓力。此時因氣室內(nèi)沒有氣壓，泵的出水膠管劇烈抖動。立即向氣室內(nèi)充氣，隨著充氣的進行，出水膠管抖動現(xiàn)象逐漸消失。出水膠管平穩(wěn)后停止充氣。

    FESTO電磁閥在閥門設(shè)計或使用經(jīng)驗中，升降式閥門填料多為石棉盤根或石墨填料或聚四氟V型填料，氣動調(diào)節(jié)閥但是這幾種填料都受到閥門啟閉次數(shù)的限制，就是隨著閥門啟閉次數(shù)的增加，填料會磨損，間隙逐漸增大，到一定次數(shù)（據(jù)統(tǒng)計不會過2000次）閥門便會從填料處產(chǎn)生泄露。泄露后便需要從新壓緊填料壓蓋。這種方案適合閥門啟閉次數(shù)不多的場合。

    如果FESTO電磁閥的啟閉次數(shù)頻繁，（如一年啟閉10-30萬次），這無疑增加閥門的使用、維護成本。 有沒有一種能夠在閥門啟閉100-200萬次后，仍然能夠密封的設(shè)計呢？答案是肯定的。

    FESTO電磁閥一種辦法為，在填料下方增加一個墊圈，在墊圈下邊加一個彈簧（彈簧的預(yù)緊力需要計算），當填料磨損后，由于彈簧的作用，便會重新壓緊填料，使其密封。這種辦法目前通過使用檢驗，電動調(diào)節(jié)閥只能達到啟閉50-100萬次不泄露，需要使用方在每年大修時，重新壓緊填料壓蓋，只能減少平時的維護。 另外一種辦法，就是選用液壓、氣動密封技術(shù)，改變原來的閥門設(shè)計思路，在填料處使用油缸密封滑環(huán)，增加0型密封圈（需要計算摩擦力、密封比壓，才能確定滑環(huán)和0型密封圈的數(shù)量）。

    在過程中的應(yīng)用已遍及到各個行業(yè)，調(diào)節(jié)閥通過接收調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去控制流體的壓力或流量，在穩(wěn)定、優(yōu)化控制、維護及檢修控制等方面都起著舉足輕重的作用。

    由于FESTO電磁閥環(huán)境較陸地惡劣，介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)也千差萬別，因此選擇安全、適用、、經(jīng)濟的調(diào)節(jié)閥，滿足工藝調(diào)節(jié)要求，提高控制水平，延長使用壽命，是設(shè)計人員為關(guān)注的問題。

   FESTO電磁閥的設(shè)計及選型

    選擇合適的FESTO電磁閥要確定工況條件。CFD18-1海洋平臺置換泵出口管道外徑及壁厚為4〃Sch160，調(diào)節(jié)閥流體為海水，閥入口壓力11500KPaA，出口壓力300KPaA，前后壓差較大，流量較大為80m3/h，設(shè)計溫度為39℃，下面介紹選型過程。

    FESTO電磁閥執(zhí)行機構(gòu)

    FESTO電磁閥按照其執(zhí)行機構(gòu)的動力源分類為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥和混合型調(diào)節(jié)閥四大類。根據(jù)對工況條件分析，閥前后壓差較大，要求閥座結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向性好，選擇閥門形式為直通平衡式導(dǎo)向閥。另一方面，CFD18-1海洋平臺無儀表氣，液壓控制效率較，故選擇電動執(zhí)行機構(gòu)。

    FESTO電磁閥的流量特性

    流量特性指隨著開度從0%到變化時通過閥門的流量與閥門行程之間的關(guān)系。常用的流量特性主要有直線、等百分比、拋物線和快開四種。但拋物線流量特性與等百分比流量特性較為接近，前者可以用后者代替，而快開特性又主要用于位式控制和順序控制，因而流量特性的選擇一般局限于直線特性與等百分特性的選擇。在CFD18-1項目中，上游泵出口壓力基本為定值，下游壓力為300KPaA，壓差基本恒定，所以選擇線性特性的調(diào)節(jié)閥。