Per prevenire la cavitazione nelle valvole a sfera ad alta pressione, selezionare valvole di dimensioni appropriate, gestire le cadute di pressione in più fasi e utilizzare materiali resistenti all'erosione come stellite o ceramica.
Le valvole a sfera ad alta pressione possono guastarsi rapidamente se nel sistema si verifica cavitazione. Questa forza distruttiva si verifica quando le fluttuazioni di pressione creano bolle di vapore che collassano violentemente, erodendo i componenti interni della valvola.
Cos'è la cavitazione e perché è distruttiva
La cavitazione si verifica quando si formano bolle di vapore che collassano violentemente all'interno di un sistema fluido.
Nelle valvole a sfera ad alta pressione, questo avviene quando la pressione del liquido scende al di sotto della sua pressione di vapore, creando bolle che implodono quando la pressione torna alla normalità.
Il processo si svolge in due fasi:
- Formazione di bolle:Quando il liquido scorre attraverso una valvola parzialmente aperta, si verificano cali di pressione e si formano bolle di vapore.
- Crollo violento: Queste bolle implodono quando raggiungono aree con pressione più elevata, creando onde d'urto che danneggiano le superfici delle valvole.
Ciò provoca corrosione, erosione e perdita di materiale che portano a perdite e guasti.
Quando si verifica la cavitazione nelle valvole a sfera?
La cavitazione si verifica tipicamente nelle seguenti condizioni:
- Quando la caduta di pressione supera 50% della pressione di ingresso
- Durante le alte velocità di flusso attraverso le restrizioni
- Quando la pressione a valle si avvicina alla pressione di vapore del fluido
- Con valvole a sfera funzionanti a 15-45% aperte
- Nelle applicazioni ad alta temperatura
Le valvole a sfera ad alta pressione sono particolarmente vulnerabili a causa degli elevati differenziali di pressione che devono gestire.
Segnali che indicano che le valvole a sfera sono soggette a cavitazione
Prestare attenzione a questi segnali di avvertimento:
- Un suono scoppiettante come di ghiaia che scorre nel tubo
- Vibrazioni insolite nella valvola e nelle tubazioni circostanti
- Controllo del flusso incoerente
- Le valvole si guastano molto prima del previsto
- Corrosione visibile sui componenti interni
Se noti questi sintomi, agisci immediatamente per prevenire danni più estesi.
Strategie efficaci anti-cavitazione
1. Selezione e dimensionamento corretti della valvola
Scegliere valvole dimensionate per il funzionamento normale piuttosto che per la portata massima. dimensionamento delle valvole e considerazioni dimensionali sono cruciali, poiché le valvole sovradimensionate spesso operano in aperture più basse, dove è più probabile la cavitazione.
Per impieghi gravosi, prendere in considerazione valvole anticavitazione specializzate con funzionalità di riduzione della pressione a stadi.
2. Gestione della caduta di pressione
Distribuire la caduta di pressione su più componenti anziché creare un unico punto di caduta elevato. Posizionare le valvole a quote inferiori, dove la pressione statica è maggiore, oppure mantenere la contropressione utilizzando le restrizioni a valle.
I progetti di trim multistadio riducono gradualmente la pressione, impedendo i rapidi cambiamenti che causano la cavitazione.
3. Selezione del materiale
Per le superfici di tenuta critiche, scegliete materiali temprati come i rivestimenti in stellite. Per applicazioni gravose, considerate leghe resistenti alla cavitazione o componenti ceramici che offrono una resistenza all'erosione superiore.
4. Modifiche alla progettazione del sistema
A volte, per risolvere i problemi di cavitazione, è necessario pensare oltre la valvola stessa. Si consideri la possibilità di spostare le valvole in posizioni con una pressione ambiente più elevata o di installare regolatori di contropressione a valle.
Possono essere d'aiuto anche semplici modifiche operative, come il mantenimento di pressioni a valle più elevate o l'evitamento del funzionamento in corrispondenza di aperture parziali critiche.
Conclusione
Per proteggere le valvole a sfera ad alta pressione, il primo passo è capire cos'è la cavitazione e quando si verifica.
Selezionando le valvole appropriate, gestendo in modo intelligente le cadute di pressione e scegliendo materiali resistenti, è possibile prolungare notevolmente la durata delle valvole anche nelle applicazioni più difficili.
Con questi principi in mente, le vostre valvole a sfera ad alta pressione possono fornire anni di servizio affidabile anche in condizioni impegnative
