儀電知識(shí)||高壓閥壽命短的原因有哪些？

一、高壓閥壽命短的原因概述

高莊閥的使用壽命短是眾所周知的，引起高壓閥壽命短的主要原因有兩個(gè)。

(1)沖蝕在節(jié)流口，介質(zhì)高速流動(dòng)，具有強(qiáng)大動(dòng)能，它可以很快將閥芯、閥座表面沖出流線形的細(xì)槽，這就是所謂的沖蝕。尤其在小開度工作，節(jié)流間隙小，節(jié)流速度達(dá)到最大值，沖刷破壞也相應(yīng)達(dá)到最大值，巨大的沖劇將使閥的壽命成倍下降，這就是高壓閥為什么要避免小開度工作的原因。

(2)汽蝕在節(jié)流口介質(zhì)的高速流動(dòng)，其速度能急劇增加，根據(jù)能量守恒原理，壓力能必將急劇下降，當(dāng)壓力低于飽和蒸汽壓(Pv)后，液體就會(huì)分裂出氣體來，形成氣液雙相流動(dòng)，這就是所謂的閃蒸:當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)節(jié)流口后，節(jié)流速度開始逐漸下降，壓力開始逐步恢復(fù)，當(dāng)壓力復(fù)到大于飽和蒸氣壓時(shí)，汽泡破裂回到液態(tài)，就在破裂的瞬間，產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力沖擊波，使作用的閥芯、閥座表面的材料沖擊成蜂窩狀的小孔，并引起振動(dòng)和噪音，這就是所謂的汽蝕，引起閃蒸的壓差條件是:△P=E(P-P)，其中為壓力恢復(fù)系數(shù)，P為閥前壓力，Pv外為人口溫度下飽和蒸汽壓。

汽蝕的產(chǎn)生過程見4-28圖:

(3)汽蝕與沖蝕的主次關(guān)系

小開度工作時(shí)，沖蝕是主要矛盾:大開度工作時(shí)，汽蝕是主要矛盾。所以，用戶使用時(shí)要盡量避免小開度工作:生產(chǎn)廠家制造的高壓閥必須有較好的反汽蝕措施，否則，閥很快造成汽蝕破杯，圖4-28為汽蝕的產(chǎn)生過程。

二、反汽蝕高壓閥及反汽蝕措施

(1)反汽蝕高壓閥結(jié)構(gòu)

通過以上措施形成的新型高壓閥結(jié)構(gòu)見4-29圖，該閥的主要特點(diǎn)是多次節(jié)流分?jǐn)倝翰?

①一次節(jié)流--接管縮徑(A處，相當(dāng)于孔板節(jié)流，約占總壓降的10%)。

②)二次節(jié)流--單座節(jié)流(主節(jié)流、B處單座閥的結(jié)構(gòu)，約占總壓降30%)

③三次節(jié)流--套簡節(jié)流(C處，套簡結(jié)構(gòu)，約占總壓降的60%)本高壓閥結(jié)構(gòu)相當(dāng)于:孔板十單座閥十套簡閥

(2)反汽蝕措施

1)過去用硬質(zhì)合金是不可取的,因?yàn)樘卜炊啵氖怯捕群晚g性綜合性能更好的耐汽蝕、抗沖刷材料;

2)七十年代，在閥后設(shè)置孔板，降低閥上壓降，借用此思想，我們?cè)陂y內(nèi)設(shè)置阻力，達(dá)到較好的效果;

3)多級(jí)高壓閥是通過多級(jí)閥芯分擔(dān)壓差來提高壽命，借用此思想，我們按多級(jí)原理進(jìn)行反汽蝕改進(jìn);

4）撓流會(huì)產(chǎn)生局部嚴(yán)重沖蝕，我們用分散節(jié)流的辦法來克服它;

5）徹底根治了導(dǎo)向襯套偶爾有松落的問題;

6)增大剛度，防止閥桿斷裂;

7)大口徑、大壓差時(shí)，選配強(qiáng)力活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

三、正確使用的注意事項(xiàng)

(1)防止小開度工作是應(yīng)用的關(guān)鍵，小開度工作會(huì)成倍地縮短壽命，遇此應(yīng)立即縮小DN 或 dg:

(2)對(duì)大口徑閥，必須仔細(xì)計(jì)算不平衡力，選好執(zhí)行機(jī)構(gòu)和工作彈簧范圍，防止閥關(guān)不到位;

(3) 對(duì)口徑小、壓差又特別大的閥，最好備有節(jié)流件，以便需要時(shí)及時(shí)換上:(4)1995年化工部通報(bào)某化工廠因閥芯斷裂造成的事故，閥為流閉型(側(cè)出底出)，閥芯頭自動(dòng)關(guān)閉，壓力高，導(dǎo)致其它設(shè)備爆炸，造成了嚴(yán)重死亡事故。因此，從完全第一的角度考慮，還是選用流開型(底進(jìn)側(cè)出)好。

(4) 使用效果

(5) 該結(jié)構(gòu)于1992年獲得國家專利，通過這七八年的使用，證明該結(jié)構(gòu)是非常成功的，其壽命可達(dá)2~3年(若閥計(jì)算有誤，處于小開度工作除外)，使高壓閥壽命短的老大難已成為歷史，在國內(nèi)的合成氨裝置的液位調(diào)節(jié)中、尿素裝置中的P閥中有數(shù)十家使用(如宣化、郴化集團(tuán)、洞氮、魯西化肥廠、黑龍江浩良河化肥廠……)