闪蒸工况如何选用调节阀
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2024-02-22 17:00
四川
闪蒸是液体流经阀门时在某些情况下发生的现象。当液体经过流道中最受限制的部分时，其速度增加，压力降低。阀门流道限流处是阀座口，当液体通过此缩径口时，流束会变细或收缩；流束的最小横断面出现在实际缩径的下游称为缩流断面的点处，如下图所示：![]()
如果缩流断面处的压力降到流体的蒸汽压力以下（由于该点处速度增加），气泡就会在流束中形成。随着缩流断面处的压力进一步降到液体的蒸汽压力以下，气泡会大量地形成。如果阀门出口的压力仍低于液体的蒸汽压力，气泡将保持在阀门的下游，我们就说过程发生了“闪蒸”。闪蒸对阀门的阀内件会产生严重的冲蚀性破坏，其特点是受冲刷表面有平滑抛光的外形，如下图所示。闪蒸最严重的地方一般是在流速最高处，通常位于阀芯和阀座的密封线上或附近。![]()
再次说明一下，闪蒸的产生是因为 P2 ＜ Pv。阀门出口压力P2，是下游工艺和管道的一个函数。Pv是流体和工作温度的一个函数。因此，定义闪蒸的变量不是由阀门直接控制的。这意味着，对任何阀门来说都无法防止闪蒸的发生。闪蒸可能导致两个问题：(1) 由于高速液滴的撞击对阀体和内件的侵蚀；(2) 流通能力降低。闪蒸不能靠阀门来避免，最好的办法是选择具有合适的几何形状和材料的阀门来尽量减小破坏。总之，冲蚀可以通过下述方法减到最小：
防止或减少颗粒（此处指液滴）冲击阀门表面
将这些表面尽可能硬化
降低冲蚀性流体的速度
选择流体方向改变尽可能少的阀门可以使颗粒冲击数量减到最小。直行程角阀是提供这种流道的典型方案。一些旋转阀，如偏心旋转球塞阀和半球阀也提供直通式流道。在调节点的下游将阀门的流通区域扩展也是有效的，因为冲蚀速度会减小。对于那些肯定会受到流体冲蚀的阀内表面的区域，如阀座表面，选择尽可能硬的材料。通常来说，材料越硬，越耐冲蚀。![]()
既有闪蒸又有腐蚀性的液体是特别麻烦的事。钢质阀门中的闪蒸水是一个同时有腐蚀和冲刷共同作用的例子。水会引起钢材的腐蚀，而闪蒸会引起由腐蚀产生的软性氧化层的冲刷；这种综合作用比两种机理单独产生的破坏还大。在这种情况下，解决方案是至少选择一种低合金钢以防止腐蚀。![]()
一般来说，内件的材料越硬，越能抵抗闪蒸。“越硬越好”的理念也适用于阀体。通常，电力行业已将铬钼合金标准化用于闪蒸工况，因为与碳钢相比，合金提供了更多的侵蚀和腐蚀保护。在这些合金中，ASTM SA‐217 WC9 是最常见的，具有抗侵蚀性，同时相当经济，WC9 是 Fisher 推荐的用于闪蒸工况的阀体材质。![]()
针对不同压降的闪蒸工况，Fisher 有专门的选型指导手册，并结合多年来经验证的实际应用经验，可提供最适合的解决方案，欢迎咨询！.END.
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