Kavitation bei Regelventilen
Fisher Antikavitations-Innengarnituren für Regelventile tragen beim Einsatz sowohl in sauberen als auch schmutzigen Prozessmedien zur Eliminierung oder Beschränkung von Kavitationsschäden bei.
Fisher Antikavitations-Innengarnituren für Regelventile tragen beim Einsatz sowohl in sauberen als auch schmutzigen Prozessmedien zur Eliminierung oder Beschränkung von Kavitationsschäden bei.
Als Kavitation wird die Entstehung und die Implosion von Dampfblasen (Hohlräumen) in Rohrleitungs-Fluidströmen bezeichnet, die durch Änderungen des Drucks und der Strömungsgeschwindigkeit verursacht werden. Unkontrollierte Kavitation in Stellventilen weist vier primäre negative Begleiterscheinungen auf: hoher Geräuschpegel, übermäßige Vibrationen, Schäden an der Ausrüstung und Herabsetzung der Durchflusseffektivität. Physische Schäden an der Innengarnitur manifestieren sich gewöhnlich durch Grübchenbildung und ein raues Erscheinungsbild.
Kavitation tritt in Stellventilen nur beim Durchfluss von Flüssigkeiten auf – Gase können keine Kavitation verursachen.
Wenn der Flüssigkeitsdruck auf einen Wert nahe des Dampfdrucks sinkt, während die Flüssigkeit durch das Stellventil fließt, bilden sich Dampfblasen. Bei Druckerhöhung auf der Auslaufseite des Ventils können die Blasen plötzlich zusammenstürzen bzw. implodieren, wodurch es zu Kavitation kommt.
Kavitation ist eine der Folgen von eingeschränktem Durchfluss. Dies ist der Punkt, an dem die Erhöhung des Druckabfalls bei Aufrechterhaltung eines konstanten Eingangsdrucks keine weitere Erhöhung der Durchflussrate mehr ermöglicht.
Kavitationsschäden manifestieren sich als rundes, schlackeartiges Erscheinungsbild der erodierten Oberfläche. Während des Phasenübergangs von Dampf zu Flüssigkeit greifen ein destruktiver, als Mikrojet bezeichneter Flüssigkeitsstrahl und lokalisierte Stoßwellen die Materialoberfläche des Stellventils mit hoher Geschwindigkeit an.
Kavitation verursacht nicht immer Schäden, wenn sie auftritt.
Das Ausmaß der Kavitationsschäden ist von zahlreichen Faktoren abhängig:
Kavitation kann übermäßige Geräuschpegel und Vibrationen verursachen. Das Kavitationsgeräusch wird oft wie folgt beschrieben, „als ob Kies durch das Stellventil fließt“.
Obwohl der Geräuschpegel einer Kavitation verursachenden Flüssigkeit relativ hoch sein kann, werden diese Geräusche im Vergleich zu potenziellen Materialschäden gewöhnlich als zweitrangig betrachtet.
Durch Kavitation verursachte Vibrationen treten unter Umständen häufiger auf als Kavitationsschäden. Vibrationen können den Ventilstellungsregler, das Gestänge, die Rohrleitungen des Geräts und angrenzende Rohrleitungen beeinflussen.
Durch Kavitation verursachte Schäden können ohne jegliche Begleitgeräusche entstehen, und der Pegel von Geräuschen und Vibrationen eines Stellventils entspricht möglicherweise nicht immer dem Ausmaß der Kavitationsschäden.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Kavitation in Stellventilen zu vermeiden. Erstens: Eliminierung von Kavitation und daraus resultierender Schäden durch Beschränkung des Druckabfalls. Zur Eliminierung von Kavitation wird der gesamte Druckabfall über das Stellventil - wie in der Abbildung dargestellt - mithilfe mehrstufiger Innengarnituren in kleinere Anteile aufgeteilt.
Zweitens: Die Kavitation wird nicht eliminiert, sondern die daraus resultierenden Schäden werden minimiert bzw. isoliert. Das Ziel besteht darin, Kavitation von Oberflächen des Stellventils fernzuhalten und die dennoch von Kavitation betroffenen Oberflächen zu härten.
Drittens: Modifikation des Systems zu Vermeidung der Kavitationsursachen.
Ingenieure von Emerson prüfen kavitierende Anwendungen auf Geräuschpegel und Vibrationen. Ein transparentes Rohr macht den Kavitationsbereich sichtbar. Wenden Sie sich an Ihr lokales Emerson Vertriebsbüro, um eine Kaviationsdemonstration zu vereinbaren.
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This video shows the damaging effects of cavitation on a control valve and downstream piping. Then it shows the difference that Fisher Cav Hex trim has on eliminating the effects of cavitation.
Learn more about valve cavitation and some of the technical solutions using Fisher products.
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See the difference valve trim can have on pipeline flow patterns in this side-by-side setup at the Emerson Innovation Center for Fisher technology.
Learn more about reducing flow pressure in stages to avoid the damaging effects of cavitation from sudden pressure drops.
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