調節弁のフラッシュとキャビテーション

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こんにちは、産業用オートメーションのアシスタントがやってきました。調節弁のスチーム発生とキャビテーションとは何かご存知ですか？調節弁内を流れる液体では、よくスチーム発生とキャビテーションという2つの現象が起こります。それらの発生は、口径の選定や計算に影響を与えるだけでなく、深刻な騒音、振動、材料の破損などを引き起こします。このような状況では、調節弁の使用寿命が**短縮されます。これについて詳しく分析してみましょう。 フラッシュ蒸発において、液体状態の媒体は調節弁に流入する際は液状であるが、調節弁内の狭窄部を通過する際に流体の圧力が気化圧力Pvaporよりも低くなるため、液体媒体は気体媒体に変わり、その圧力は二度と気化圧力以上に戻らない。調節弁から流出する際も、媒体は常に気体状態のままである。スチームトラップは砂吹きのような現象で、バルブ本体や配管の下流部に作用し、調節バルブや配管の内面に深刻な侵食を引き起こすと同時に、調節バルブの流量能力も低下させます。 気蚀は液体状の媒体であり、調節弁に流入する際は液態です。調節弁内の縮流部を流れる際、流体の圧力が気化圧力よりも低くなるため、液態の媒体は気態の媒体に変わります。その後、その圧力は再び気化圧力Pvaporを上回り、最終的に調節弁から流出する前に再び液態に戻ります。 いくつかの現象からキャビテーションの存在を初期段階で判断することができる。キャビテーションが始まるとシューシューという音が発生し、完全に安定した状態になると、調整バルブからガラガラという音が聞こえる。これは、調整バルブを小石が流れていくときに出る音に似ている。キャビテーションは調節弁や内部部品にも大きな損傷を与え、また、まるでスチームトラップのように調節弁の流量効率を低下させます。私たちは、蒸発やキャビテーションの発生を防ぐか、あるいはそれを最小限に抑えるための効果的な対策を講じなければならない。① 調整弁はできるだけシステムの最も低い位置に設置することで、調整弁の入口P1と出口P2の圧力を比較的高く保つことができる； ② 調節弁の上流または下流に遮断弁やスロットルプレートを設置して、調節弁本来の圧力降下特性を変更する（この方法は一般的に低流量の場合に有効である）； ③ 専用のキャビテーション防止部品を使用することでも、スパッタリングやキャビテーションを効果的に防ぐことができる。これは調節弁内の流体の流速変化を変えることで、内部圧力を高めるのだ； ④ エロージョンが発生した際、ある程度の耐侵食性と耐摩耗性を持ち、一定の条件下でエロージョンが存在しても調節弁の内部部品が損傷しないため、できるだけ材質が硬い調節弁を選ぶべきです。一方、ソフトな材質でできた調節弁は、耐侵食性や耐摩耗性が低いため、キャビテーションが発生すると内部部品がすぐに摩耗してしまい、キャビテーションが存在する状況下では正常に動作できない。 要するに、現時点では厳しい条件下でのキャビテーションに対応できる工学材料はなく、客観的な状況を総合的に分析し、比較的合理的な解決策を選択するしかない。