Waarom is een vlinderklep gevoelig voor cavitatie?

De gevoeligheid vanvlinderkleppenmet cavitatie hangt nauw samen met hun structurele kenmerken, vloeistofdynamische kenmerken en bedrijfsomstandigheden. De specifieke redenen zijn als volgt:

1. De vlinderklepstructuur leidt tot de vorming van lokale lagedrukgebieden

De openende en sluitende componenten van vlinderkleppen zijn schijfvormige vlinderplaten. Bij het draaien om te openen moet er vloeistof langs de rand van de vlinderplaat stromen. Achter de vlinderplaat (stroomafwaartse zijde) ontstaat plaatselijk een lagedrukzone. Wanneer de vloeistofdruk onder de verzadigde dampdruk daalt, zullen opgeloste gassen in de vloeistof neerslaan en bellen vormen, wat de eerste fase van cavitatie is.

Typisch scenario: Onder hoge drukverschillen of omstandigheden met hoge waterstroming neemt de stroomsnelheid aan de rand van de vlinderplaat sterk toe. Volgens het principe van Bernoulli leidt de toename van de stroomsnelheid tot een drukverlaging, waardoor de vorming van lagedrukgebieden verder wordt verergerd en omstandigheden voor cavitatie worden gecreëerd.

2. Impact van vloeistofturbulentie en instorting van de bel

Wanneer de vloeistof bellen naar de hogedrukzone transporteert (zoals stroomafwaartse pijpleidingen vanvlinderkleppen), zullen de belletjes snel instorten, waardoor microjets ontstaan ​​die op het metalen oppervlak inslaan. De frequentie van deze impact is extreem hoog (tot tienduizenden keren per seconde), waardoor er geleidelijk putjes en afbladdering op het metalen oppervlak ontstaan, waardoor uiteindelijk het afdichtingsoppervlak wordt beschadigd.

Gegevensondersteuning: Experimenten hebben aangetoond dat de impactkracht die wordt gegenereerd door het instorten van bellen enkele honderden megapascal kan bereiken, wat de vermoeiingssterkte van gewone metalen materialen ver overtreft, en het kernmechanisme is van cavitatieschade.

3. De regulerende eigenschappen van vlinderkleppen vergroten het risico op cavitatie

Vlinderkleppen worden vaak gebruikt voor debietregeling, maar wanneer de opening klein is (<15 °~20 °), stroomt de vloeistof door de nauwe opening tussen de vlinderplaat en de klepzitting, waardoor een scherpe toename van de stroomsnelheid ontstaat, waardoor de druk verder wordt verlaagd en het risico op cavitatie aanzienlijk toeneemt.

Technische casus: Als de vlinderklep in de inlaatklep of het rioolwaterzuiveringssysteem van een waterkrachtcentrale lange tijd in een kleine openingsafstelling staat, verschijnen er snel cavitatieputten achter de klepplaat, waardoor de afdichting mislukt en frequente vervanging van de klepplaat of afdichtring vereist is.

4. Invloed van mediumkarakteristieken en bedrijfsomstandigheden

Deeltjeshoudend medium: Als de vloeistof harde deeltjes zoals sediment en metaaloxiden bevat, zal de door cavitatie gegenereerde microstraal de deeltjes meevoeren naar het afdichtingsoppervlak, waardoor een samengestelde schade door "erosiecavitatie" wordt gevormd en het falen wordt versneld.

Media op hoge temperatuur of bijtende media: Hoge temperaturen kunnen de oppervlaktespanning van vloeistoffen verminderen en de vorming van luchtbellen bevorderen; Corrosieve media kunnen het anti-cavitatievermogen van metalen materialen verzwakken, en het dubbele effect verergert het falen van vlinderkleppen.

5. Beperkingen van typen en ontwerpen van vlinderkleppen

Enkele excentrische/centrale vlinderklep: Het is noodzakelijk om rekening te houden met de richting van de waterstroom (klepplaat stroomafwaarts voorgespannen). Omgekeerde installatie zal de stabiliteit van het stromingsveld beschadigen en het risico op cavitatie vergroten.

Verticale pijpleidinginstallatie: Het eigengewicht van de klepplaat kan ongelijkmatige spanning op het afdichtingsoppervlak veroorzaken, wat resulteert in plaatselijke drukvermindering en het veroorzaken van cavitatie.

Zacht afgedichte vlinderklep: rubberen afdichtringen zijn gevoelig voor afpellen en beschadigen onder invloed van cavitatie, terwijl ze hard afgedicht zijnvlinderkleppenHoewel ze bestand zijn tegen erosie, hebben ze hogere kosten en beperkte toepassingen.