Cavitación en las válvulas de control

Cavitación en las válvulas de control

Los internos anticavitación para las válvulas de control de Fisher ayudan a eliminar o controlar el daño por cavitación en condiciones de limpieza o suciedad.

Tapón de válvulas de control con daños por cavitación

Comprensión de la cavitación en las válvulas de control

La cavitación es la formación y el colapso de las burbujas de vapor (cavidades) en las corrientes de caudal líquido  ocasionadas por cambios en la presión y la velocidad. Existen cuatro efectos secundarios principales negativos de la cavitación descontrolada en las válvulas de control: el ruido alto, la vibración excesiva, el daño al equipo y el deterioro de la eficacia del caudal. Los daños físicos en los internos de la válvula generalmente se caracterizan por una apariencia áspera y agujereada.

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Principios de la cavitación de la válvula de control

Definición

La cavitación en las válvulas de control ocurre únicamente en los flujos de líquido; los gases no pueden cavitar.

Las burbujas de vapor se forman si la presión del líquido cae cerca de la presión de vapor a medida que el líquido pasa por la válvula de control. Las burbujas pueden colapsar o implosionar repentinamente conforme la presión aumenta la línea descendente, lo que produce la cavitación.

La cavitación es uno de los resultados del flujo estrangulado. Es el punto en el cual el aumento de la caída de presión, mientras se mantiene la presión de entrada constante, no resulta en un aumento adicional de la tasa de caudal.

Daños

El daño por cavitación se caracteriza por una apariencia similar a la ceniza y redondeada de la superficie desgastada. Los microjets destructivos de alta velocidad y las ondas de golpe localizadas atacan la superficie del material de la válvula de control durante el cambio de fase de vapor a líquido.

La cavitación no siempre ocasiona daños cuando esto ocurre.

La extensión del daño por cavitación es un resultado de varios factores:

  • Intensidad/magnitud de la caída de presión
  • Materiales de construcción
  • Tiempo de exposición
  • Cantidad de caudal
  • Diseño de la válvula/internos
  • Fugas mientras está cerrado
  • Fluido

Ruido y vibración

La cavitación puede ocasionar ruido y vibración inaceptables. Con frecuencia se describe como el sonido de grava fluyendo por la válvula de control.

Aunque el ruido asociado con un líquido en proceso de cavitación puede ser bastante alto, generalmente es un problema secundario cuando se compara con el daño que le puede ocurrir al material.

La vibración que resulta de la cavitación puede ser más prevalente que el daño por la cavitación. Esta puede afectar el posicionador de la válvula, las uniones, el ducto y el tubo adyacente.

La cavitación dañina puede ocurrir sin ruido y el nivel de ruido y vibración de una válvula de control no siempre coincide con el nivel del daño por cavitación.

Control de cavitación

La cavitación en las válvulas de control se puede tratar de diferentes formas. La primera es eliminar la cavitación y, por lo tanto, el daño al gestionar la caída de presión. Para eliminar la cavitación, se divide la caída de presión total por la válvula de control, utilizando internos de etapas múltiples en porciones más pequeñas como se muestra en la imagen.

El segundo método no elimina la cavitación, sino que reduce o aísla el daño. El objetivo es aislar la cavitación de las superficies de la válvula de control y endurecer las superficies que la cavitación sí impacta.

El tercero es cambiar el sistema para evitar la causa de la cavitación.

Pruebas de Emerson

Los ingenieros de Emerson realizan pruebas de ruido y vibración en las aplicaciones de cavitación. El tubo transparente permite la visualización del campo de cavitación. Para coordinar una demostración de la cavitación, comuníquese con una oficina de ventas local de Emerson.

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