調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)經(jīng)常遇到氣蝕。這種現(xiàn)象應(yīng)該有以下兩個(gè)過程：第一，當(dāng)液體介質(zhì)流過閥芯和閥座之間的節(jié)流孔時(shí)，流速突然加快，壓力急劇下降，導(dǎo)致收縮處的壓力降低到低于液體的飽和蒸汽壓力，導(dǎo)致部分液體轉(zhuǎn)化為蒸汽狀態(tài)。2、介質(zhì)流向下游后，流速減慢，壓力上升。如果出口壓力高于蒸汽壓力，氣泡將被壓縮，最終破裂并恢復(fù)為液體。根據(jù)國外數(shù)據(jù)，這些氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的局部壓力可達(dá)105磅/英寸2，相當(dāng)于700英寸MPa，伴有噪聲和振動(dòng)，使閥門內(nèi)部迅速損壞。JB/T821《8執(zhí)行器術(shù)語》將液體-蒸發(fā)-恢復(fù)到液體的過程定義為空化，將空化對(duì)材料的損害定義為空氣侵蝕。在日常工作中，它們通常被稱為空氣侵蝕。通過數(shù)學(xué)計(jì)算來判斷滿足以下兩個(gè)條件：
   1.壓差大于或等于初始?xì)馕g壓差，即△P≥KC（△PS）。
   2.閥出口壓力大于液體介質(zhì)的飽和蒸汽壓力，即P2＞PV(進(jìn)口溫度下)。
   2006年，我公司原料煤本地化及20萬噸甲醇項(xiàng)目投產(chǎn)，灰水系統(tǒng)LV-上海某閥門廠使用0847/0877兩個(gè)位號(hào)Class300、DN250氣動(dòng)偏心旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥。使用2~3個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)閥門泄漏嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)。拆卸檢查發(fā)現(xiàn)，閥芯的球表面和閥座的半個(gè)公園周圍覆蓋著小坑，半個(gè)公園周圍找不到完整的密封面。當(dāng)然，它不能再使用了。我們要求原制造商提供備品更換，并共同分析損壞的原因。經(jīng)雙方技術(shù)人員觀察，一致認(rèn)為這是由氣體腐蝕引起的。然而，上海一家閥門廠的工程師根據(jù)工作條件數(shù)據(jù)計(jì)算，這兩個(gè)閥門不能產(chǎn)生氣體腐蝕，現(xiàn)在是位數(shù)LV-以0847為例，原技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1

   按原數(shù)據(jù)計(jì)算：
   閥前壓力：P1=4＋1=5 bar(公式要求使用bar，絕對(duì)壓力）
   閥后壓力：P2=3.3 1=4.3 bar(絕對(duì)壓力)
   工作壓差：△P=5－4.3=0.7 bar
   初始?xì)馕g壓差為：KC（△PS），式中：
   KC對(duì)于偏心閥和流關(guān)方向，可以開始?xì)馕g系數(shù)，查表KC=0.36。

   PV閥進(jìn)口灰水溫度57.8℃時(shí)飽和蒸汽壓力，檢查表0.156bar。
   PS對(duì)于水的臨界壓力，壓力bar

   初始?xì)馕g壓差為：KC（△PS）=0.36×4.85=1.75 bar
   工作壓差△P（0.7 bar）＜KC（△PS）（1.75 bar），氣蝕不可能發(fā)生。
   但事實(shí)表明，雙方的技術(shù)人員都看到了損壞的閥芯和閥座，這是典型的氣蝕損壞；因此，懷疑現(xiàn)場(chǎng)操作的過程參數(shù)與原技術(shù)規(guī)范中的數(shù)據(jù)不一致。后來，我聯(lián)系了項(xiàng)目設(shè)計(jì)院的工程師，得知這兩個(gè)數(shù)字的壓力數(shù)據(jù)已經(jīng)改變了。請(qǐng)參見上表中的實(shí)際數(shù)據(jù)用這組壓力值計(jì)算工作壓差△P。
   P1=5＋1=6 bar(絕對(duì)壓力)
   P2=1。5 1=2.5 bar(絕對(duì)壓力)
   △P=6－2.5=3.5 bar
   計(jì)算初始?xì)馕g壓差值KC（△PS）
   偏心閥和流關(guān)方向已在前面找到KC=0.36

   由于△P（3.5 bar）＞K（△P）（2.1 bar），另外P2（2.5bar）＞PV（0.156bar），即閥出口壓力大于57.8℃下蒸汽壓力；氣蝕的兩個(gè)條件都存在，可以解釋以前的氣蝕損傷。為了防止閥芯、閥座等閥門內(nèi)部件損壞，雙方一致認(rèn)為必須避免氣蝕。當(dāng)時(shí)提到了兩種方法，一種是改變流向，改變流向，使初始?xì)馕g系數(shù)KC從0.36提高到0.初始?xì)馕g的壓差為0.56（△PS）=0.56×5.85=3.28bar，比原來的2.1bar提高了1.18bar；工作壓差沒有變化△P=3.5bar；二者比較：
   △P（3.5bar）＞KC△PS（3.28 bar）
   仍然會(huì)發(fā)生氣蝕，這表明只有改變流向才能避免氣蝕。為確保無氣蝕，工作壓差小于初始?xì)馕g壓差，即：
   △P＜3.28 bar
   為此，采用第二種方法，在閥出口加孔板節(jié)流，增加閥后壓力，使閥前后壓差降至3以下。bar。因?yàn)闆]想到提前安裝孔板，所以要切割短口徑DN250管再次焊接法蘭也很麻煩；因此，我們?cè)谡{(diào)節(jié)閥的出口法蘭中夾住一塊鋼板，在板上打開一個(gè)花園孔作為節(jié)流孔板，如圖1所示。

圖1

   從圖中可見，加裝孔板后，事實(shí)上從原來的一級(jí)降壓變成了二級(jí)降壓，孔板后的壓力是原來閥的出口壓力2.5bar，由于孔板的節(jié)流阻力，偏心閥的出口壓力P2升高，閥門進(jìn)口壓力仍為6bar，閥門前后的壓差必然會(huì)降低。問題是孔板上有多少節(jié)流孔？閥門的工作壓差△P一直小于3.28bar，無氣蝕，滿足各工況的流量要求。眾所周知，孔板的阻力與流量成平方關(guān)系，最小工作流量為49m3/h當(dāng)孔板的流阻最小時(shí)，閥后壓力為最小值。如果此時(shí)閥的工作壓差小于初始?xì)馕g壓差；當(dāng)流量增加時(shí)，由于孔板的流阻增加，閥前后壓差較小；這可以確保沒有氣蝕。我們根據(jù)孔板的阻力系數(shù)在孔板上打開直徑ф為了防止灰水的侵蝕，60孔在孔內(nèi)燒結(jié)碳化鎢已經(jīng)使用了三年多，效果非常好，最終解決了時(shí)間的問題終于解決了。