Cavitazione nelle valvole di controllo

Cavitazione nelle valvole di controllo

I trim anticavitazione Fisher per le valvole di controllo aiutano a eliminare o a limitare i danni da cavitazione nei servizi puliti o sporchi.

Otturatore della valvola di controllo con danno di cavitazione

Comprendere la cavitazione in valvole di controllo

La cavitazione è la formazione e il collasso di bolle di vapore (cavità) nei flussi di liquidi causati da cambiamenti di pressione e velocità. Esistono quattro principali effetti collaterali negativi della cavitazione incontrollata nelle valvole di controllo: rumore elevato, vibrazioni eccessive, danni dei materiali e deterioramento dell'efficacia del flusso. Il danno fisico al trim per valvola solitamente è caratterizzato da un aspetto bucherellato e ruvido.

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Principi della cavitazione della valvola di controllo

Definizione

La cavitazione nelle valvole di controllo avviene solo con flussi liquidi: i gas non possono dar luogo a cavitazione.

Le bolle di vapore si formano se la pressione del liquido scende a un valore prossimo alla pressione del vapore quando il liquido passa attraverso la valvola di controllo. Le bolle possono improvvisamente collassare o implodere mentre la pressione aumenta verso il basso, producendo la cavitazione.

La cavitazione è uno dei risultati del flusso ostruito. È il punto in cui l'aumento della caduta di pressione, mantenendo una pressione di ingresso costante, non provoca ulteriori aumenti della portata.

Danno

Il danno di cavitazione è caratterizzato da un aspetto tondeggiante simile a cenere della superficie erosa. Microgetti distruttivi ad alta velocità e onde d'urto localizzate attaccano la superficie del materiale della valvola di controllo durante il cambio di fase da vapore a liquido.

La cavitazione non sempre causa danni quando si verifica.

L'entità del danno da cavitazione dipende da numerosi fattori:

  • Intensità/entità della caduta di pressione
  • Materiali di costruzione
  • Tempo di esposizione
  • Quantità del flusso
  • Design di valvola/trim
  • Perdite durante la chiusura
  • Fluido

Rumore e vibrazioni

La cavitazione può causare rumore e vibrazioni inaccettabili. Spesso è descritta come un suono di ghiaia che scorre attraverso la valvola di controllo.

Sebbene il rumore associato al liquido di cavitazione possa essere abbastanza elevato, solitamente è un problema secondario se confrontato con il danno del materiale che può esistere.

La vibrazione che deriva dalla cavitazione può prevalere rispetto al danno di cavitazione. Può interessare il posizionatore per valvole, il collegamento, la tubazione e il tubo adiacente.

Il danno da cavitazione può verificarsi senza rumore e il livello di rumorosità e vibrazioni emesso da una valvola di controllo può non sempre coincidere con il livello del danno provocato dalla cavitazione.

Controllo della cavitazione

La cavitazione nelle valvole di controllo può essere trattata in diversi modi. Il primo è di eliminare la cavitazione e quindi il danno, gestendo la caduta di pressione. Per eliminare la cavitazione, la caduta di pressione totale in tutta la valvola di controllo è suddivisa, utilizzando trim multifase, in piccole porzioni come illustrato nell'immagine.

Il secondo metodo non elimina la cavitazione ma piuttosto minimizza o isola il danno. Lo scopo è isolare la cavitazione dalle superfici della valvola di controllo e indurire le superfici sulle quali la cavitazione ha un impatto.

Il terzo è modificare il sistema in modo da evitare la causa della cavitazione.

Test Emerson

I tecnici di Emerson eseguono test di rumore e vibrazioni sulle applicazioni di cavitazione. Il tubo trasparente consente la visualizzazione del campo di cavitazione. Per organizzare una dimostrazione di cavitazione, contattare un addetto dell'ufficio vendite locale di Emerson.

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