Слика 1 Слика 2
Слика 3
Слика 4
Значајан пад притиска течности у глобусном вентилу испод притиска паре чини притисак паре из течности. Мехурићи ће повратити притисак и колабирати, стварајући таласе притиска. Сходно томе, таласи притиска могу оштетити седиште, чеп и тело вентила. Кавитација може да створи неправилне јаме и ерозију на облогама (седиште и чеп), на телу и низводним цевима. На слици 2 приказано је оштећење од кавитације у облику малих удубљења веома сличних оштећењима од корозије у чеповима глобусних вентила.
Кавитација има и друге негативне ефекте поред корозије и ерозије:
- Гласан звук
- Јака вибрација
- Гушење протока услед стварања паре
- Промена својстава течности
- Фабрика је затворена
МЕРЕЊЕ ТЕЖИНЕ КАВИТАЦИЈЕ
Озбиљност кавитације се мери преко индекса кавитета, који се израчунава помоћу ове формуле:
Озбиљност и проширење кавитације за вентиле на основу вредности индекса шупљине је дато у табели 1.
На слици 3 приказан је резултат испитивања протока и развоја коефицијента кавитације за четвртоокретне вентиле укључујући кугличне, лептир и чеп вентиле.
Ризик од кавитације не зависи само од индекса кавитације, већ на њега утиче и проценат отварања вентила. У ствари, мање отварање вентила повећава шансу за кавитацију. Постоје и други параметри који утичу на кавитацију:
- Величина вентила: Веће величине вентила повећавају ризик од кавитације.
- Класа притиска: Вентили у вишој класи притиска имају могућност већег пада притиска и ризика од кавитације.
- Материјал: Тврђи материјали као што је дуплекс 22Цр имају мањи ризик од кавитације у поређењу са мекшим избором материјала као што су аустенитни нерђајући челици. Додатно, тврди материјали за обрезивање као што су Стелит 6 (УНС Р30006) или Стелит 21 као облик чврсте масе или преклапања и 13Цр мартензитни нерђајући челици попут УНС С41000 или 415000 имају већу отпорност на кавитацију.
- Цурење: Цурење из седишта вентила када је вентил затворен повећава ризик од кавитације.
- Режим струјања: Турбулентна и велика брзина струјања повећава ризик од кавитације.
- Дизајн трима: На пример, вишестепени дизајн трима ствара пад притиска у две или више фаза како би се избегао велики пад притиска у једној фази. Друга предност вишестепеног дизајна тримова је висок пад притиска даље од области седишта и утикача.
ПРЕДЛОГ РЕШЕЊА
Постоје различити приступи да се избегне кавитација. Они укључују промену вентила и смањење избора глобусних вентила. Друга решења се односе на избор робуснијег правокутног вентила.
Нови стандард
Прво издање стандарда Америчког института за нафту (АПИ) 623, објављено 2013. године, укључује захтеве за глобусне вентиле како би се избегло цурење, вибрације и кавитација. Стандард АПИ 623 одређује тврду површину и на седишту и на утикачу и на вођеном диску, посебно за класе високог притиска. Пречник вретена наведен у АПИ 623 прати принципе АПИ 600 стандарда за вентиле од ливеног челика, са различитим вредностима. Вредности пречника вретена у АПИ 623 су веће од других стандарда за вентиле, укључујући БС 1873, да би се избегли ломови као што је раздвајање вретена и чепа. Овај стандард покрива вентиле од 2- до 24- инча у пречнику и класе притиска од 150 до 2500. Стелит је легура кобалта и хрома која се широко користи за тврдо облагање унутрашњих компоненти вентила, укључујући седиште и чеп, за спречавање ерозије и кавитације.
Алтернативни избор вентила
Слика 5
Вентили типа И (такође познати као коси вентили) и аксијални вентили (Слике 4 и 5) су алтернативни типови вентила који се могу користити за избегавање ерозије и кавитације. Путања протока унутар кружног вентила типа И је равнија од глобуса правог узорка.
Аксијални вентили као нова генерација ДАГО глобус вентила имају многе предности као што су низак пад притиска, брза брзина затварања и отварања, карактеристика глатког протока, мали радни обртни момент и дуг животни век. Међутим, аксијални вентили и И-тип су скупљи од глобусних вентила са равним узорком у погледу трошкова трошкова (ЦАПЕКС). Поред тога, лептир вентили могу бити пожељан избор за пригушивање у комуналним услугама као што је вода, уместо глобусних вентила. Један од разлога за одабир лептир вентила уместо глобусних вентила за пригушивање у услугама морске воде је тај што су лептир вентили јефтинији, иако се кавитација може десити унутар лептир вентила као што се дешава у кугличним вентилима.
ЗАКЉУЧАК
Кавитација је главни оперативни проблем код конвенционалних вентила Т-типа. За пројектовање вентила Т-типа (ДАГО) препоручује се одабир тврдих материјала за обрезивање као што је Стелит, коришћење облога против кавитације попут вишестепеног типа и примена стандарда АПИ 623. Међутим, одабир вентила као што је глобус типа И (ДАГО) или аксијални вентил такође може бити добро решење за смањење или избегавање ризика од кавитације.