Можно ли использовать задвижки для регулирования? Вот почему ответ «нет»

У тех, кто плохо знаком с промышленными трубопроводными системами, когда возникает вопрос «можно ли использовать задвижки для дросселирования?», интуитивно возникает мысль: «Просто откройте их наполовину, верно?» Звучит разумно, но в практической инженерии это часто вызывает значительные проблемы.

 

Начиная с принципа конструкции задвижек, я объясню, почему их нельзя использовать для дросселирования и что произойдет, если вы будете настаивать на их использовании таким образом.

 

ЗадвижкиЕстественно, предназначены для «полного открытия или полного закрытия»

Давайте сначала посмотрим на внутреннюю структуру задвижки. Его запорный элемент представляет собой плоский или клиновидный-затворный диск, движущийся перпендикулярно пути потока. В полностью открытом положении заслонка полностью убирается в капот, создавая почти прямой проход с минимальным сопротивлением потоку. В полностью закрытом состоянии заслонка плотно прижимается к седлу с обеих сторон, перекрывая среду.

 

Такая конструкция предполагает, что задвижки подходят толькозапорные клапаны-означает полностью открытый или полностью закрытый, без промежуточных состояний. Думайте об этом как о главном переключателе водопровода, а не о смесителе, который может регулировать поток. Работа главного клапана наполовину-открытой со временем неизбежно приведет к проблемам.

Что происходит, когда вы используете задвижку для регулирования? Три типичные проблемы

Если вы настаиваете на открытии задвижки наполовину, заставляя среду с большой скоростью протекать через узкий зазор, произойдет три типа повреждений:

 

1. Высокоскоростная-эрозия: металлические поверхности похожи на шлифованные

Когда заслонка находится в среднем-положении, площадь потока внезапно сужается, что приводит к резкому увеличению скорости среды. Для газов или пара скорость может достигать даже звукового уровня. Если высокоскоростная среда содержит твердые частицы (например, ржавчину или сварочный шлак), это приведет к разрушению уплотнительных поверхностей заслонки и седла. Со временем уплотнительные поверхности становятся изъеденными и шероховатыми, и клапан перестает герметично закрываться, когда вам нужно его полностью закрыть.

 

Я видел данные из отчета по анализу отказов промышленных клапанов: когда задвижки используются в режиме дросселирования, срок службы уплотнительных поверхностей может быть сокращен всего доот 10% до 20%нормального. Клапан, который в противном случае прослужил бы десять лет, может начать протекать через несколько месяцев.

 

2. Повреждения при волочении проволоки: канавки, прорезанные в металле

Это явление особенно распространено в паровых системах. Когда пар высокой-температуры и-давления проходит через узкий зазор на высокой скорости, это вызываетповреждение волочения проволокик уплотнительным поверхностям. Представьте себе, как крошечная струя воды постоянно режет металл, оставляя на воротах и ​​сиденье волоски,-подобные бороздкам.

 

Как только происходит повреждение волочения проволоки, клапан по существу выходит из строя. Борозды зачастую слишком глубоки, чтобы их можно было отремонтировать даже шлифовкой.

 

3. Кавитация и вибрация: особенно губительны для жидких систем.

Для таких жидкостей, как вода и масло, дросселирование создает дополнительный риск:кавитация. Когда жидкость проходит через узкий зазор, давление резко падает, образуя многочисленные крошечные пузырьки. Эти пузырьки мгновенно схлопываются в зоне восстановления давления, создавая мощные ударные волны. Повторяющиеся удары этих ударных волн образуют плотные ямки во внутреннем корпусе клапана.

 

В то же время частично открытый затвор подвергается воздействию нестабильных сил жидкости, вызывающих вибрацию штока и затвора. В тяжелых случаях вы даже можете услышать шум труб или увидеть видимые колебания штока. Длительная вибрация ослабляет уплотнение штока, что приводит к утечкам и даже может привести к перелому штока.

 

Существуют ли задвижки, подходящие для дросселирования? Редкие исключения

Вы можете спросить: «Неужели некоторые задвижки специально предназначены для дросселирования?» Такие клапаны существуют, но встречаются крайне редко.

 

Одним из типов являетсядроссельная заслонка, имеющие удлиненные направляющие конструкции или специальные профили шибер (например, параллельные шиберные задвижки с V-образными вырезами), обеспечивающие грубое дросселирование в пределах небольшого диапазона открытия. Однако на долю таких клапанов приходится менее5%занимают долю всего рынка задвижек и обычно используются только в приложениях с низким-требованием, таких как шламопроводы или некоторые системы сточных вод.

 

Подавляющее большинство стандартных задвижек,-включая обычныеклиновые задвижки, параллельные шиберные задвижки, иножевые задвижки-являютсяне рекомендуется для дросселирования. Это особенно актуально для паров с высокой-температурой, высоким-давлением и агрессивных сред, где применять эту практику ни в коем случае нельзя.

 

Какие клапаны следует использовать для регулирования расхода?

Если вам действительно необходимо регулировать поток, т.е.услуга регулирования, выбирайте регулирующие клапаны, специально предназначенные для этой цели. Вот распространенные альтернативы:

• Шаровые клапаны: Самый традиционный регулирующий клапан, ход которого примерно пропорционален расходу. Хотя они обладают более высоким гидравлическим сопротивлением, они широко используются в трубопроводах-малых и средних размеров.
• Шаровые краны с V-портовым отверстием: Оснащен V-образным вырезом на шаре, обеспечивающим стабильное регулирование даже при небольших отверстиях и устойчивым к кавитации. Идеально подходит для жидких и волокнистых сред.
• Эксцентриковые пробковые клапаны: Объединяет преимущества шаровых и дроссельных клапанов, обеспечивая превосходные характеристики управления и высокий уровень герметичности.
• Регулирующие клапаны клеточного-типа: используйте клетки с несколькими-отверстиями для поэтапного снижения давления, предотвращая кавитацию и шум, что делает их пригодными для применений с высоким-перепадом давления.

Если у вас под рукой есть только задвижка и вы не можете временно заменить ее, единственный безопасный вариант — сохранить ее.полностью открыт или полностью закрыт. Не пытайтесь использовать его для точной регулировки потока.

 

На ответ «можно ли использовать задвижки для дросселирования?» ясно: стандартные задвижкине подходитине должениспользоваться для регулирования. Целью их конструкции является изоляция посредством полного открытия/закрытия, а не регулирования расхода. Принудительное дросселирование вызывает волочение проволоки, эрозию, кавитацию и вибрацию, что в конечном итоге приводит к преждевременной утечке или выходу из строя.

 

Помните простое правило: для изоляции используйте задвижки, а для регулирования — шаровые краны или шаровые краны с V-портовым отверстием. Правильный выбор клапана гарантирует безопасную и надежную работу вашей трубопроводной системы.