O que éválvulaCavitação? Como eliminá-la?
Válvula de vedação de água Tianjin Tanggu Co., Ltd
Tianjin，CHINA
19º，Junho，2023
Assim como o som pode ter um efeito negativo no corpo humano, certas frequências podem causar estragos em equipamentos industriais. Quando a válvula de controle não é selecionada corretamente, há um risco aumentado de cavitação, o que leva a altos níveis de ruído e vibração, resultando em danos muito rápidos às tubulações internas e a jusante.válvula.
Além disso, níveis elevados de ruído geralmente causam vibrações que podem danificar tubulações, instrumentos e outros equipamentos.VálvulaCom o passar do tempo, a degradação dos componentes e a cavitação das válvulas, causadas pelo sistema de tubulação, tornam-se extremamente suscetíveis a danos. Esses danos são causados principalmente pela energia do ruído vibratório, pelo processo acelerado de corrosão e pela cavitação, refletida pelo alto nível de ruído da vibração de grande amplitude gerada pela formação e colapso de bolhas de vapor próximas e a jusante da válvula..
Embora isso geralmente ocorra em bolasválvulase válvulas rotativas no corpo, isso pode ocorrer em uma recuperação curta e alta, semelhante à parte do corpo em forma de wafer da bola em V.válvula, especialmenteválvulas borboletano lado a jusante da válvula quando oválvulaA tensão em uma posição é propensa ao fenômeno de cavitação, que por sua vez é suscetível a vazamentos na tubulação da válvula e a reparos de solda; portanto, a válvula não é adequada para este trecho da linha.
Independentemente de a cavitação ocorrer dentro da válvula ou a jusante dela, os equipamentos na área de cavitação estarão sujeitos a danos extensos em películas ultrafinas, molas e estruturas em balanço de pequena seção; vibrações de grande amplitude podem desencadear oscilações. Pontos de falha frequentes são encontrados em instrumentos como manômetros, transmissores, mangas de termopares, medidores de vazão e sistemas de amostragem. Atuadores, posicionadores e chaves fim de curso que contêm molas sofrerão desgaste acelerado, e suportes de montagem, fixadores e conectores se soltarão e falharão devido à vibração.
A corrosão por atrito, que ocorre entre superfícies desgastadas expostas à vibração, é comum perto de válvulas de cavitação. Ela produz óxidos duros que atuam como abrasivos, acelerando o desgaste entre as superfícies. Os equipamentos afetados incluem válvulas de isolamento e retenção, além de válvulas de controle, bombas, telas rotativas, amostradores e qualquer outro mecanismo rotativo ou deslizante.
Vibrações de alta amplitude também podem causar rachaduras e corrosão em componentes metálicos de válvulas e paredes de tubulações. Partículas metálicas dispersas ou materiais químicos corrosivos podem contaminar o fluido na tubulação, o que pode ter um impacto significativo na higiene das válvulas e na pureza do fluido transportado. Isso também não é permitido.
A previsão de falhas por cavitação em válvulas de esfera é mais complexa e não se resume simplesmente ao cálculo da queda de pressão no ponto de estrangulamento. A experiência sugere que é possível que a pressão na corrente principal caia até a pressão de vapor do líquido antes da vaporização localizada da área e do colapso da bolha de vapor. Alguns fabricantes de válvulas preveem falhas prematuras por eclipsamento definindo uma queda de pressão inicial que causaria danos. O método de previsão de danos por cavitação utilizado por alguns fabricantes baseia-se no fato de que as bolhas de vapor colapsam, causando cavitação e ruído. Foi determinado que danos significativos por cavitação podem ser evitados se o nível de ruído calculado estiver abaixo dos limites listados abaixo.
Válvulas de até 3 polegadas – 80 dB
Válvulas de 4 a 6 polegadas – 85 dB
Válvulas de 8 a 14 polegadas – 90 dB
Válvulas de 16 polegadas ou maiores – 95 dB
Métodos para eliminar danos causados por cavitação
Projeto especial de válvula para eliminar a cavitação utiliza fluxo dividido e queda de pressão gradual:
A "divisão por válvula" consiste em dividir um grande fluxo em vários fluxos menores, e o percurso do fluxo na válvula é projetado de forma que o fluxo passe por uma série de pequenas aberturas paralelas. Como a proporção do tamanho da bolha de cavitação é calculada pela abertura por onde o fluxo passa, aberturas menores permitem a passagem de bolhas menores, resultando em menos ruído e menos danos em caso de avaria.
"Queda de pressão gradual" significa que a válvula é projetada com dois ou mais pontos de ajuste em série, de modo que, em vez de a queda de pressão total ocorrer em um único passo, ela é reduzida em vários passos menores. Essa redução gradual da pressão em cada passo impede que a pressão de vapor do líquido diminua devido à contração, eliminando assim o fenômeno de cavitação na válvula.
A combinação de desvio e redução de pressão em estágios na mesma válvula permite uma melhor resistência à cavitação. Durante a modificação da válvula, o posicionamento da válvula de controle e o aumento da pressão na entrada da válvula (por exemplo, mais a montante ou a uma altura menor) podem eliminar problemas de cavitação.
Além disso, posicionar a válvula de controle no local da temperatura do líquido e, portanto, da baixa pressão de vapor (como no trocador de calor do lado de baixa temperatura) pode ajudar a eliminar problemas de cavitação.
O resumo mostrou que o fenômeno de cavitação em válvulas não se resume apenas à degradação do desempenho e danos às válvulas. Tubulações e equipamentos a jusante também correm riscos. Prever a cavitação e tomar medidas para eliminá-la é a única maneira de evitar o problema dos altos custos de substituição das válvulas.
Data da publicação: 25/06/2023
