Что такое явление воздушной пробки клапана? 

I. Определение и сущность феномена газовой пробки
Явление клапанной газовой пробки относится к тому факту, что в трубопроводной системе с жидкостью в качестве основной среды, из-за накопления газа внутри клапана или в определенном месте его трубопроводов выше и ниже по течению (особенно каналы потока клапана, уплотняющие камеры или высокие точки трубопровода), образуется непрерывный газовый барьер, в результате чего жидкая среда не может плавно проходить через клапан, что приводит к резкому падению скорости потока. , Явление гидродинамики колебаний давления и даже прерывания потока.
По сути, воздушная пробка является результатом разницы в плотности между газом и жидкостью, изменения состояния потока и структурных характеристик клапана – поскольку плотность газа намного ниже плотности жидкости, ее легко собрать в области высокого или низкого давления потока или под действием инерции потока, образуя “газовую массу”, разрушая
Явление воздушной пробки не является механическим отказом самого клапана, а проявлением дисбаланса жидкостного состояния при работе системы, но его возникновение тесно связано с структурной конструкцией, положением установки и условиями работы клапана. В отличие от проблем с повреждением клапана, таких как коррозия и износ, основное воздействие воздушной пробки заключается в «блокировании циркуляции», а не в прямом разрушении частей клапана, но долгосрочная воздушная пробка может вызвать косвенное повреждение, например, водяной молот, вызванный колебаниями потока, и обострением коррозии, вызванным застой среды.
II. Механизм формирования феномена газовой пробки
(I) Источник газа
Генерация или введение газа в газовую пробку является предпосылкой для возникновения этого явления. Основные источники включают в себя: 1. Среда растворяет жидкие среды (особенно воду, нефть и т. д.), обычно растворяет определенное количество газа (например, воздух, углекислый газ и т. д.) при атмосферном давлении.
Когда давление трубопроводной системы уменьшается (например, давление вниз по течению резко падает, когда клапан дроссельна, и отрицательное давление на входе насоса), согласно закону Генри, растворимость жидкости уменьшается, а растворенный газ выпадает в виде пузырьков и постепенно собирается, образуя воздушную массу.
Например, в водопроводной трубе, когда локальное сопротивление клапана слишком велико, в результате чего давление ниже внешнего атмосферного давления, растворенный воздух в воде быстро выпадет в осадок и накапливается в канале клапана.
2. Когда система заполняется жидкостью, когда труба впервые введена в эксплуатацию, жидкость заполняется после технического обслуживания, или система опорожняется и перезапускается снова, если выхлоп не завершен, воздух поступает в трубу с жидкостью. Поскольку в канале клапана есть кривые и мертвые углы (например, полость задвижки задвижки, зазор между шаром шарового крана и сиденьем), воздух легко оставаться здесь, образуя начальную воздушную пробку.
3. Внешнее проникновение газа При отрицательном давлении в трубопроводной системе (например, мгновенное отрицательное давление, вызванное внезапной подвеской насоса, а давление в трубопроводе на большой высоте ниже, чем атмосферное давление), если уплотнение клапана не плотное (например, утечка упаковки, старение фланцевой прокладки), внешний воздух будет всасываться в
Кроме того, клапаны, подключенные к трубам открытых контейнеров (таких как резервуары для воды высокого уровня), также могут вдыхать воздух из-за колебаний уровня жидкости.
Кроме того, клапаны, подключенные к открытым контейнерам (например, резервуарам для воды высокого уровня) и трубам, также могут вдыхать воздух из-за колебаний уровня жидкости.
4. Когда химическая реакция генерируется при доставке хлорных сред (таких как кислота, щелочные растворы) или жидкостей, содержащих реактивные компоненты, среда подвергается химической реакции с трубами, клапанными материалами (такими как окисление на внутренней стенке металлических труб для производства водорода) или другими примесями для производства газа. Если эти газы не могут быть сброшены вовремя, они соберутся рядом с клапаном, чтобы сформировать воздушную пробку.
(II) Динамические факторы агрегации объема газа
Газ накапливается на клапане и образует газовую пробку, которая должна соответствовать условию, что газ не может быть списан при потоке жидкости. Основные динамические факторы включают в себя:
1. Разница плотности и плотность гравитационного газа обычно составляют всего около 1/1000 жидкости (например, плотность воздуха составляет около 1,2 кг/м3 в стандартном состоянии, а плотность воды составляет 1000 кг/м3). В вертикальных или наклонных трубах газ перемещается высоко по плавучести, и если клапан установлен на высоте трубы (например, клапан глобус
2. Влияние состояния потока Когда скорость потока жидкости низкая, ее способность переносить газ слаба, и газ легко отделяется и удерживается от основного. Если клапан находится в небольшом открытом состоянии, площадь поперечного сечения канала потока уменьшается, а скорость потока жидкости увеличивается локально, но линия потока нарушена. Область вихревого тока может образовываться ниже по течению клапана, и трудно выпустить газ после того, как его затать вихрь.
Кроме того, когда жидкость течет вверх, плавучесть газа такая же, как и направление потока, и легче накапливаться вверх по течению клапана; если поток идет вниз, плавучесть газа противоположна направлению потока, и риск накопления выше.
3. Когда клапан распределения поля давления дросселирует, распределение давления в канале неравномерно. В локальной области низкого давления (например, в горле седла клапана и ниже по течению сердечника клапана) давление жидкости может быть ниже, чем у парциального давления газа, что приводит к невозможности «сжимать» пузырьков жидкостью, но постепенно сливаются в атмосферные массы.
Например, когда шаровой кран наполовину открыт, между мячом и сиденьем образуется кольцовая дроссельная заслонка, и давление вниз по течению резко падает, что легко становится «ловушкой низкого давления» для агломерации объема газа.
(3) Влияние структуры клапана на формирование воздушных пробок
Структурные характеристики клапана являются ключевым стимулом для формирования воздушных пробок. Следующие конструкции могут легко привести к удержанию газа:
1. Мертвый угол канала и камера между пластиной затвора и корпусом клапана вогнутого затворного клапана (особенно под крышкой задвижки с открытым стержнем), пространство над клапаном запорного клапана и замкнутая полость между диафрагмой диафрагмального клапана и крышкой клапана – все это типичные области «мертвого объема». Когда жидкость протекает, скорость потока в этих областях чрезвычайно низкая, и как только газ попадает, его трудно вывести, постепенно накапливая, чтобы сформировать газовую пробку.
2. В фиксированной шаровой структуре уплотнительной поверхности и шарового крана с зазором между шаром клапана и верхней и нижней шейками вала, а также зазор уплотнительной поверхности между пластиной дискового клапана и корпусом клапана могут образовывать «газовый карман» из-за неправильной конструкции размера. Например, когда удельное давление уплотнения шара клапана и седла недостаточно, легко удерживать газ в зазоре и многократно расширяется и сжимается при изменениях температуры (тепловое расширение газа и холодная усадка), усугубляя стабильность воздушной пробки.
3. Направление установки клапана Часть клапана имеет четкие требования к направлению установки (например, запорный клапан “низкий вход и высокий выход”). Если он установлен в обратном направлении, сопротивление канала потока увеличится, и легко сформировать область низкого давления вверх по течению от сердечника клапана, чтобы способствовать агрегации объема газа.
Кроме того, когда клапан установлен горизонтально, его верхний питателя легко становится точкой агрегирования газа; при вертикальной установке, если среда течет вверх, газ легко остается на входе клапана.
III. Типичные характеристики и методы идентификации явления воздушной пробки
(I) Характеристики производительности макросов
Генерация или введение газа в газовую пробку является предпосылкой для возникновения этого явления. Основные источники включают в себя:
1. Растворение среды анализирует, что жидкая среда (особенно вода, масло и т. д.) обычно растворяет определенное количество газа (например, воздух, углекислый газ и т. д.) при нормальном давлении.
Когда давление трубопроводной системы снижается (например, внезапное падение давления вниз по течению, когда клапан дросселирует, и отрицательное давление на входе насоса), согласно закону Генри, растворимость жидкости уменьшается, и растворенный газ осаждается в виде пузырьков и постепенно накапливается, образуя газовую массу.
Например, в водопроводе, когда локальное сопротивление клапана слишком велико и давление ниже внешнего атмосферного давления, растворенный воздух в воде быстро осаждается и накапливается в канале потока клапана.
2. Когда система заполняется жидкостью, когда труба впервые введена в эксплуатацию, жидкость заполняется после технического обслуживания, или система опорожняется и перезапускается снова, если выхлоп не завершен, воздух поступает в трубу с жидкостью. Поскольку в канале клапана есть кривые и мертвые углы (например, полость задвижки задвижки, зазор между шаром шарового крана и сиденьем), воздух легко оставаться здесь, образуя начальную воздушную пробку.
3. Внешнее проникновение газа При отрицательном давлении в трубопроводной системе (например, мгновенное отрицательное давление, вызванное внезапной подвеской насоса, а давление в трубопроводе на большой высоте ниже, чем атмосферное давление), если уплотнение клапана не плотное (например, утечка упаковки, старение фланцевой прокладки), внешний воздух будет всасываться в
Кроме того, клапаны, подключенные к открытым контейнерам (например, резервуарам для воды высокого уровня) и трубам, также могут вдыхать воздух из-за колебаний уровня жидкости.
4. Химические реакции производятся при транспортировке агрессивных сред (таких как кислотные и щелочные растворы) или жидкостей, содержащих реактивные компоненты, среда химически реагирует с трубами, клапанными материалами (такими как окисление внутренней стенки металлических труб для получения водорода) или другими примесями для получения газа. Если эти газы не могут быть выброшены вовремя, они собираются рядом с клапаном, образуя газовую пробку.
(II) Факторы, влияющие на агрегацию объемов газа
Газ накапливается в клапане и образует воздушную пробку, которая должна соответствовать условию, что “газ не может быть разряжен жидкостью”. Основные динамические факторы включают в себя:
1. Разница в плотности и плотности гравитационного газа обычно составляет всего около 1/1000 жидкости (например, плотность воздуха составляет около 1,2 кг/м³ в стандартном состоянии, а плотность воды составляет 1000 кг/м³). В вертикальном или наклонном трубопроводе газ перемещается на высокое место с плавучестью, и если клапан установлен в высокой точке трубопровода (например, шаровой клапан в верхней части стояка), или если в собственном канале клапана есть «выпуклая» структура (например, полость крышки клапана мембранного клапана), газ будет накапливаться здесь, образуя «газовую пробку».
2. Влияние состояния потока. Когда скорость потока жидкости низкая, его способность переносить газ слабее, и газ легко отделить от основного и оставаться. Если клапан находится в небольшом состоянии открытия, площадь поперечного сечения канала потока уменьшается, а скорость потока жидкости частично увеличивается. Однако поток неупорядочен, вихревая область может образоваться ниже по течению от клапана, и газ трудно выгрузить после участия в вихре.
Кроме того, когда жидкость течет вверх, плавучесть газа такая же, как и направление потока, и легче накапливаться вверх по течению клапана; если поток идет вниз, плавучесть газа противоположна направлению потока, и риск накопления выше.
3. Когда поле давления распределено, когда клапан дроссельно, распределение давления в питании неравномерно. В локальной области низкого давления (например, горло седла клапана и ниже катушки клапана) давление жидкости может быть ниже парциального давления газа, поэтому пузырьки не могут быть “рассеяны” жидкостью, но постепенно сливаются в атмосфер
Например, когда шаровой кран наполовину открыт, между мячом и сиденьем образуется кольцовая дроссельная заслонка, и давление вниз по течению резко падает, что легко становится «ловушкой низкого давления» для агломерации объема газа.
(3) Влияние структуры клапана на формирование воздушных пробок
Структурные характеристики клапана являются ключевым стимулом для формирования воздушных пробок. Следующие конструкции могут легко привести к удержанию газа:
1. Мертвый угол канала и камера между пластиной затвора и корпусом клапана вогнутого затворного клапана (особенно под крышкой задвижки с открытым стержнем), пространство над клапаном запорного клапана и замкнутая полость между диафрагмой диафрагмального клапана и крышкой клапана – все это типичные области «мертвого объема». Когда жидкость протекает, скорость потока в этих областях чрезвычайно низкая, и как только газ попадает, его трудно вывести, постепенно накапливая, чтобы сформировать газовую пробку.
2. В фиксированной шаровой структуре уплотнительной поверхности и шарового крана с зазором между шаром клапана и верхней и нижней шейками вала, а также зазор уплотнительной поверхности между пластиной дискового клапана и корпусом клапана могут образовывать «газовый карман» из-за неправильной конструкции размера. Например, когда удельное давление уплотнения шара клапана и седла недостаточно, легко удерживать газ в зазоре и многократно расширяется и сжимается при изменениях температуры (тепловое расширение газа и холодная усадка), усугубляя стабильность воздушной пробки.
3. Направление установки клапана Некоторые клапаны имеют четкие требования к направлению установки (например, запорный клапан “низкий и высокий выход”). При установке в обратном направлении сопротивление бегуна увеличится, и легко сформировать зону низкого давления перед катушкой для содействия агломерации объема газа.
Кроме того, когда клапан установлен горизонтально, его верхний питателя легко становится точкой агрегирования газа; при вертикальной установке, если среда течет вверх, газ легко остается на входе клапана.
III. Типичные характеристики и методы идентификации явления воздушных пробок
(I) Характеристики производительности макросов
1. Наиболее прямым проявлением аномальной заглушки потока является то, что фактическая скорость потока клапана намного ниже, чем проектное значение, и нестабильна – скорость потока внезапно становится большой и маленькой, что сопровождается “хрипячими” колебаниями. Например, когда воздушная пробка возникает на выпускном клапане насоса, показания расходомера будут периодически уменьшаться или даже ненадолго восстанавливаться после возврата к нулю, образуя «импульсную» кривую потока.
2. Колебания давления в области пробки сильно колеблются: когда газ сжимается жидкостью, давление кратковременно повышается; когда расширение газа способствует потоку жидкости, давление резко падает. Эти колебания будут распространяться вдоль трубы, в результате чего верхний и нисходящий указатели манометра клапана будут сильно качаться или даже превышать диапазон измерений. В случае газовой пробки для паровой трубы диапазон колебаний давления может достигать более ±20% от расчетного давления.
3. Аномальный звук и вибрация газа и жидкости сталкиваются и смешиваются поочередно в канале потока клапана, что будет издавать характерный “булькающий” или “шипящий” звук, а частота звука меняется с серьезностью воздушной пробки – небольшая воздушная пробка представляет собой прерывистый аномальный шум, а когда это серьезно, это непрерывный шум. В то же время части газового ударного клапана (такие как сердечник клапана и диск клапана) вызывают вибрацию с амплитудой от 10 до 100 мкм, которая может быть обнаружена датчиком вибрации.
4. Аномальная работа воздушного штепсельного клапана приведет к аномальному сопротивлению открыванию и закрытию клапанов: для ручных клапанов ручка будет чувствовать себя «застрявшей», когда она вращается, то есть сопротивление внезапно увеличивается или уменьшается; для электрических или пневматических клапанов привод может испытывать превышение или задержку в действии
(II) Различия в характеристиках воздушных пробок различных типов клапанов (II) Различия в характеристиках воздушных пробок различных типов клапанов
1. Газовая пробка задвижки в основном происходит в верхней камере затвора, показывая, что расход все еще недостаточен в полностью открытом состоянии, а при закрытии под затвором происходит «отскок» из-за колебаний давления, а уплотнительная поверхность уязвима к ударным повреждениям. Глядя на положение стебля, вы обнаружите, что ворота не могут быть полностью расположены (поддержка слоя подушки воздуха).
2. Воздушная пробка шарового клапана в основном расположена в пространстве над диском, что приводит к тому, что диск клапана не открывается полностью (сопротивление газам), и шум очевиден при дросселировании. Из-за поворотов и поворотов запорного клапана, как только образуется воздушная пробка, даже если клапан открыт, восстановление потока очень медленно.
3. Воздушная пробка фиксированного шарового клапана часто появляется в боковой полости шарика клапана и корпуса клапана, что проявляется как большой и маленький крутящий момент при вращении штока клапана, и уплотнение может выйти из строя (незначительная утечка) из-за расширения газа при полном закрытии. Конструкция плавающего шара может привести к сдвигу шарика клапана из-за неравномерного давления воздуха, что усугубляет износ уплотняющей поверхности.
4. Воздушная пробка обратного клапана приведет к тому, что диск клапана откроется и даже «застрянет», что не сможет вовремя реагировать на изменение направления потока среды, вызывая обратный поток среды. Диск поворотного клапана может нерегулярно качаться из-за удара газа, издавая звук “шлепка”.
(III) Методы идентификации и диагностики
1. Анализ кривой давления и потока рисует кривую взаимосвязи между давлением и потоком вверх и ниже по течению клапана. В нормальных условиях работы это линейная или гладкая кривая. Когда воздух заблокирован, это зазубренная кривая флуктуации и отклоняется от кривой проектирования. Сравнивая фактические кривые измерения и теоретические кривые при разных градусах открытия, можно количественно оценить серьезность воздушной пробки (если отклонение превышает 15%, считается, что есть газовая пробка).
2. Ультразвуковой детектор использует ультразвуковой расходомер или детектор утечек для сканирования поверхности клапана. Область воздушного пробка будет производить характерные высокочастотные звуковые волны (100-500 кГц), а уровень сигнала значительно выше, чем у нормальной области бегуна (обычно разница составляет >20 дБ).
3. Теплопроводность газа для контроля температуры намного ниже, чем у жидкости, а температура в области пробки воздуха отличается от окружающей зоны (обычно низкая на 2-5°C). Распределение температуры поверхности клапана определяется инфракрасным тепловизором. Если местная низкотемпературная площадь найдена и положение зафиксировано, это можно судить как точку воздушного пробки.
4. Остановите проверку выхлопных газов. Закройте клапан вышестоящего клапана и откройте выпускной клапан (например, вентиляционную винтовую пробку задвижки). Если выбрасывается большое количество газа, а поток и давление возвращаются в нормальное состояние после выхлопа, его можно диагностировать как газовую пробку. Хотя этот метод является разрушительным обнаружением, результаты интуитивно понятны и надежны.
IV. Вред и воздействие явления воздушной пробки
(I) Повреждение самого клапана
1. Колебания давления, вызванные снижением производительности герметизации воздушной пробки, будут неоднократно влиять на уплотнительную поверхность, делая уделическое давление уплотнения седла клапана и сердечника клапана нестабильным, что приведет к микроутечке.
Например, при вилке шарового крана контактное давление между шаром и седлом клапана может резко упасть с 10 МПа до 2 МПа, в результате чего утечка среды превысит допустимое значение (обычно номинальный расход >0,1%). Длительная утечка смоет уплотнительная поверхность и сформирует канавки, что в конечном итоге приведет к отказу герметизации.
2. Чередующиеся нагрузки, создаваемые усталостью компонентов и износом движущихся частей газового ударного клапана (бар, диск, диафрагма и т. д.), легко вызывает усталость материала. Например, при вибрации воздушного пробки циклы напряжения на шее вала могут достигать 106 раз в час, намного превышая расчетный срок службы усталости (обычно в 107 раз), что приводит к ранним переломам. В то же время следы твердых частиц, переносимых газом (например, коррозия трубопровода), усугубят износ уплотнительной поверхности, а скорость износа будет в 3-5 раз выше, чем в обычных условиях работы.
3. Коррозия материала ускоряет область пробки воздуха за счет удержания газа, образуя «батарею разницы концентрации кислорода» (особенно когда содержание кислорода в воде высокое), что приводит к ускоренной локальной скорости коррозии на внутренней стенке клапана. Например, в состоянии воздушного пробки скорость коррозии клапанов из углеродистой стали может достигать 0,2 мм в год, что в 2-3 раза превышает нормальное состояние потока. Он подвержен питтингу и питтингу, ослабляя прочность корпуса клапана.
(II) Воздействие на трубопроводную систему
1. Потеря потока, вызванная снижением эффективности системы воздушной пробки, увеличивает энергопотребление насосов, компрессоров и другого энергетического оборудования. Предполагается, что при засорке выпускного клапана насоса энергопотребление вала увеличивается на 10%-30%, а недостаточная скорость потока повлияет на нормальную работу нижестоящего оборудования (например, теплообменников и реакторов), что приведет к снижению эффективности производства.
Например, воздушная пробка впускного клапана теплообменника в химическом оборудовании снизит эффективность теплообмена более чем на 20%, что повлияет на качество продукции.
2. Риск водяного молотка увеличивает устранение водяной пробки (например, внезапный выхлоп), а жидкость высокого давления быстро заполняет пространство воздушной пробки, образуя сильный водяной молоток. Давление водяного молотка может в 2-4 раза превышеть нормальное рабочее давление, что может привести к разрушению трубы, повреждению кронштейна и даже поставить под угрозу безопасность всей системы.
В случае гидроэлектростанции из-за внезапного устранения воздушного пробки обратного клапана возникшее в результате давление водяного молотка привело к тресну сварного шва трубопровода DN500, что привело к серьезной утечке.
3. Точность управления не под контролем. В системе автоматического управления газовая пробка регулирующего клапана приведет к искажению характеристик потока, что снизит точность регулировки.
8 Например, под воздействием воздушной пробки фактические характеристики потока близки к характеристикам быстрого открытия, и точное управление потоком не может быть достигнуто, в результате чего диапазон колебаний контролируемых параметров (таких как температура и уровень жидкости) превышает допустимое значение (обычно ±5% установленное значение), что влияет на стабильность производства.
(3) Угрозы безопасности производства
1. Риск прерывания процесса Воздушная пробка ключевых технологических клапанов (таких как клапаны подачи химического реактора) может привести к прерыванию подачи среды, вызывая прекращение реакции или усиление боковой реакции и даже утилизации продукта. В фармацевтической промышленности асептические газовые пробки клапанов могут привести к загрязнению материалов, а экономические потери, вызванные прерыванием производства, могут достигать сотен тысяч юаней в час.
2. Если скрытая опасность избыточного давления оборудования возникает во входной трубе предохранительного клапана, это приведет к тому, что предохранительный клапан вовремя не реагирует на избыточное давление системы – концентрация объема воздуха заставляет передачу давления на входе предохранительного клапана отставать. Когда давление в системе превышает расчетное значение, предохранительный клапан не может быть открыт вовремя, что может
Воздушная пробка клапана в передней части предохранительного клапана резервуара нефтеперерабатывающего завода приводит к избыточному давлению резервуара и в конечном итоге становится срочно пустым, вызывая большую потерю среды.
V. Меры по предотвращению и решению проблемы газовых пробки
1. Оптимизация выбора клапанов направлена на газосклонные условия работы (такие как низкое давление, высокая температура, среднее содержание газа), отдавая приоритет типам клапанов с плавными питателями и без мертвых углов. Например, при транспортировке газообразных жидкостей выберите шаровые краны (полный диаметр) или эксцентриковые поворотные клапаны, чтобы избежать сложных направляющих клапанов, таких как задвижки и глобусные клапаны.
Для высоты трубопровода рекомендуется использовать клапаны с автоматической выхлопной функцией (например, задвижки с выхлопными клапанами), выпускные отверстия которых могут своевременно сбрасывать накопленный газ.
2. Улучшение конструкции конструкции Производители клапанов могут снизить риск воздушных пробок, оптимизируя конструкцию канала потока: – Устраните вогную полость и мертвый угол в канале, а также примените обтекаемые сердечники клапанов (например, параболические запорные клапаны);
– Установите вытяжное отверстие в положении, где легко накапливается газ (например, в верхней части полости задвижки и боковой стороне крышки запорного клапана). Диаметр отверстия обычно DN6-DN15, оснащенное ручным или автоматическим выпускным клапаном;
– Улучшить уплотняющее структуру, такую как эластичное седло клапана шарового клапана, который выгружается под давлением предварительного затяга, чтобы уменьшить зазор газовой пробки.
3. План установки должен быть оптимизирован. Положение установки клапана должно избегать высокой точки трубопровода (если он не оснащен выхлопным устройством). Клапан на горизонтальной трубе должен быть установлен в слегка наклонной секции трубы (наклон 1:100), чтобы газ мог потекать в высокую точку трубы или вытяжное устройство.
Для клапанов, которые должны быть установлены в высоких точках, автоматические выпускные клапаны должны быть установлены в диапазоне выше и ниже по течению 3D (D – диаметр трубы). Кроме того, направление установки клапана должно строго соответствовать проектным требованиям (например, запорный клапан «низкий вход и высокий выход»), чтобы избежать увеличения сопротивления канала из-за обратной установки.
4. Работа выхлопной системы – первый запуск выхлопа: перед запуском трубопроводной системы закройте нисходящий клапан, медленно откройте выходящий клапан, вытяжите воздух через вытяжное отверстие или временный вытяжной клапан клапана, пока жидкость не будет непрерывно выбрасываться без пузырьков, а затем полностью открыть клапан;
– Регулярный выхлоп: для клапанов, которые склонны к накоплению газа (например, паровой клапан, выпускной клапан насоса), ручной выхлоп 1-2 раза в день, каждый выхлоп составляет 3-5 секунд, чтобы гарантировать, что газ выгружается вовремя;
– Автоматическое выхлопное устройство: Установите плавающий шар или тепловой автоматический выхлопной клапан в верхней точке трубопровода клапана. Когда объем газа набирается до определенного количества, клапан автоматически открывает выхлопную систему и закрывается после выхлопа, что подходит для беспилотных систем.
5. Управление параметрами состояния – держите скорость потока жидкости в разумном диапазоне (обычно 1-3 м/с), избегайте разделения газа, вызванного низкой скоростью потока (<0,5 м/с); – Контролируйте отверстие клапана, избегайте длительной работы с небольшим открытием (особенно в условиях регулирования) и уменьшайте локальное сопротивление клапана, когда это необходимо, через перепускной клапан; – Стабилизируйте давление в системе, избегайте частых колебаний давления (сть изменения давления контролируется в пределах 0,1 МПа/мин) и уменьшайте выпадение газа.
6. Техническое обслуживание и мониторинг – регулярно проверяйте герметичность клапана и вовремя заменяйте стареющие наполнители и прокладки, чтобы предотвратить проникновение внешнего газа;
– Установить датчики потока, давления и устройства для мониторинга вибрации для ключевых клапанов, контролировать характерные параметры воздушных пробок в режиме реального времени (например, колебания потока >10%, колебания давления >5%) и вовремя бороться с отклонениями;
– Регулярно очищайте канал потока клапана, чтобы удалить ржавчину и примеси, и избегайте агрегации объема газа из-за блокировки канала потока.
VI. Резюме и прогноз
Явление клапанной воздушной пробки является распространенной проблемой гидродинамики в системах жидкостных трубопроводов. Его суть заключается в барьере накопления газа под комбинированным действием структурных характеристик клапана и условий работы.
Воздушная пробка не только влияет на производительность и срок службы самого клапана, но и снижает эффективность системы и создает потенциальные угрозы безопасности. Поэтому необходимо принимать превентивные меры на протяжении всего процесса проектирования, выбора, установки и эксплуатации. С улучшением промышленной автоматизации в будущем диагностика в режиме реального времени и раннее предупреждение о воздушных пробках могут быть реализованы с помощью интеллектуальной технологии мониторинга (такой как ультразвук, инфракрасная визуализация, алгоритмы искусственного интеллекта), а управление замкнутым контуром может быть сформировано в сочетании с автоматическими выхлопными устройствами для минимизации воздействия воздушных пробок.
В то же время исследования и разработка новых материалов клапанов (таких как покрытие со сверхнизкой поверхностной энергией для снижения адсорбции газа) и структурной конструкции (например, самовыхлопной бегун) обеспечат более тщательное решение проблемы воздушной пробки и будут способствовать безопасной и эффективной работе трубопроводной системы. Глубокое понимание механизма и влияния явления воздушных пробок имеет большое руководящее значение для инженерного проектирования, эксплуатации и технического обслуживания, а также исследований и разработок клапанов. Это способствует повышению надежности и экономичности промышленных систем и предотвращению различных неисправностей и аварий, вызванных воздушными пробками.