SMC電磁閥早失效原因及其消除

    SMC電磁閥早失效原因及其消除
    SMC電磁閥閥體兩部分組成，其結(jié)構(gòu)形式和工作原理所示。執(zhí)行機構(gòu)主要由氣室、膜片、推力盤、彈簧、推桿、調(diào)節(jié)螺母等組成。執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置，根據(jù)壓力信號的大小產(chǎn)生相應的推力，通過推桿帶動閥桿產(chǎn)生相應的位移，從而帶動調(diào)節(jié)閥的閥芯動作，改變閥的開度。氣動執(zhí)行機構(gòu)有正作用和反作用兩種形式。當信號壓力增加時推桿向下動作的叫正作用式執(zhí)行機構(gòu)；信號壓力增加時推桿向上動作的叫反作用式執(zhí)行機構(gòu)。
    閥體部分主要由閥門位置尺、閥桿、閥芯、閥座、填充字母、閥體、閥蓋和閥體等組成，閥體與介質(zhì)直接接觸，閥芯的作用改變了閥體的切斷面積，達到調(diào)節(jié)功能。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥以其結(jié)構(gòu)簡單、運行、運行穩(wěn)定、輸出推力大、本質(zhì)防爆、廉、維修方便等，在化工、石油、冶金等行業(yè)得到了廣泛的應用。它接收調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，根據(jù)信號要求準確地工作，改變調(diào)節(jié)參數(shù)，并將調(diào)整參數(shù)控制在所需范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)過程的自動化。在現(xiàn)場，調(diào)節(jié)閥直接控制過程介質(zhì)，特別是高溫、高壓、強腐蝕、有毒、有害、易燃、易爆、滲透、易結(jié)晶、高粘度等介質(zhì)，如果選用不當或使用不當，往往會給過程的自動化帶來困難，導致調(diào)節(jié)質(zhì)量下降，甚至造成嚴重的事故。因此，正確選擇、安裝和維護控制閥是非常重要的。
    閥體部分主要由閥門位置尺、閥桿、閥芯、閥座、填充字母、閥體、閥蓋和閥體等組成，閥體與介質(zhì)直接接觸，閥芯的作用改變了閥體的切斷面積，達到調(diào)節(jié)功能。氣動薄膜調(diào)節(jié)閥以其結(jié)構(gòu)簡單、運行、運行穩(wěn)定、輸出推力大、本質(zhì)防爆、廉、維修方便等，在化工、石油、冶金等行業(yè)得到了廣泛的應用。它接收調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，根據(jù)信號要求準確地工作，改變調(diào)節(jié)參數(shù)，并將調(diào)整參數(shù)控制在所需范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)過程的自動化。
    這種現(xiàn)象對任何控制閥的綜合討論都具有重要意義，因為這種現(xiàn)象會影響閥門尺寸的計算方法，可能會引起噪聲和振動，并且會影響閥門的性能。Y縮短了閥門部件和相鄰下游管道的使用壽命，雖然氣蝕和閃蒸的定義有相似之處，但也有重要區(qū)別。
    1?？栈烷W蒸的定義和條件
    氣蝕是一種兩級現(xiàn)象。階段是液體中形成空腔（氣泡）。階段是這些空穴被擠壓和破裂，以恢復到完全液體狀態(tài)?？昭ǖ囊恍┒x僅限于空穴的形成，但從控制閥的角度來看，這似乎是一個不切實際的定義。因為空穴的影響和大多數(shù)空穴現(xiàn)象是直接的。Y與空腔破裂有關(guān)，而不是形成空腔。
    閃蒸是在氣蝕的階段形成氣泡（空穴），持續(xù)到通常破裂的下游。這一過程稱為閃蒸，通過討論孔板（孔板可以模擬為具有一定開度的調(diào)節(jié)器）的工作情況來說明這一問題，如圖1所示，當壓力為p1的液體流過節(jié)流孔時，流速突然增大，靜壓急劇下降。當孔后壓力p2達到或于液體的飽和蒸氣壓時，部分液體氣化形成氣液兩相共存現(xiàn)象。空化發(fā)生在液體中，這是空化的階段。從孔板的下游開始，流體摩擦導致流體減速。因此，流體的橫截面和壓力增加。速度和壓頭之間的反向能量轉(zhuǎn)換被稱為“壓力恢復”。由于在壓力升高的下游不能存在由凝結(jié)點處的蒸汽壓力降而形成的氣泡，它們將破碎、分解并重新形成液體狀態(tài)。到目前為止，氣蝕過程已經(jīng)完成。如果確實存在，則Wnstream管道系統(tǒng)壓力正好等于或小于入口蒸汽壓力，繼續(xù)流入下游流體的蒸汽百分比將繼續(xù)增加，流體速度的持續(xù)增加將導致閃蒸而不是氣蝕[1]。
    那么控制閥的腐蝕和閃蒸的條件是什么呢？
    1.1空化
    （1）進出口流體必須是所有液體，即控制閥上下游管道附近沒有蒸汽。
    （2）在入口，液體必須是過冷狀態(tài)。顯然，在入口，如果流體是液態(tài)的，并且是飽和的，那么閥門上的任何壓力降都會導致下游產(chǎn)生蒸汽。
    （3）閥門出口壓力必須為液體蒸汽壓力，可以假定下游位置飽和，且全部處于液體狀態(tài)時，可能存在氣蝕現(xiàn)象。
    1.2閃光燈
    （1）入口流體必須全部為液體，閥門出口必須有蒸汽，顯然，如果入口有蒸汽，閥門上產(chǎn)生的任何壓差都會導致額外的蒸汽，要求閥門入口沒有蒸汽，因為當入口流體含有蒸汽時，方法F計算閥門的尺寸非常復雜。
    （2）入口流體可以是飽和的或過冷的。
    （3）閥門的出口壓力必須等于或于液體的蒸汽壓力。
    2。氣蝕和閃光損傷
    空化破壞發(fā)生在氣泡破裂附近。研究人員發(fā)現(xiàn)，當氣泡破裂時，壓力高達689兆帕。有一種理論認為，每次氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊波將被發(fā)射到周圍區(qū)域。當這些沖擊波發(fā)生在相鄰的固體邊界層時，它們將產(chǎn)生高度的擠壓和連續(xù)的小沖擊。任何給定的表面增量都會受到反復的沖擊，并趨于疲勞，直到達到疲勞極限，細金屬層就會脫落。氣泡在離固體表面足夠遠的地方破裂，可以假定不會造成物理損傷，因為它們的能量被流動的流體吸收。因此，這并不奇怪。在實際應用中，汽蝕損傷往往是閥門內(nèi)部的嚴重損傷，汽蝕損傷具有煤渣狀粗糙形狀的獨特特征，與大多數(shù)其它類型的流動損傷有明顯的區(qū)別[2]。
    閃蒸的主要影響是物理損傷。與空化灰渣的粗糙形狀相比，它具有非常光滑的形狀，通?？梢耘c細的噴砂表面相媲美，其破壞過程與噴砂過程非常相似。就蒸汽液體而言，蒸汽體積往往大于液體體積，使液滴趨向于達到液滴撞擊面與固體顆粒撞擊面相同。雖然材料的損傷和脫落程度不同，但足以造成材料的損傷和脫落。
    對于控制閥，無論是氣蝕還是閃蒸都會造成以下?lián)p壞。
    2.1材料損壞
    有人提到，氣泡的破裂會產(chǎn)生很大的沖擊力，嚴重損壞閥座、閥芯和閥體。特別是在高壓差的情況下，即使非常硬的滑閥和閥座也只能使用很短的時間。
    2.2振動
    氣蝕和閃蒸也會引起閥芯的振動，包括垂直振動和水平振動。它們分別來自流體對閥芯的垂直和水平?jīng)_擊。因此，會造成機械磨損和損壞?？刂崎y控制不，閥桿斷裂。
    2.3噪聲
    噪聲一般來自三個方面：閥芯振動引起的噪聲；氣蝕引起的噪聲；高速氣體引起的氣體動力噪聲。
    空化閃蒸法計算液體Cv
    在一般的流動狀態(tài)下，液體的計算公式相對簡單，但如果發(fā)生空化和閃蒸，計算就變得更加復雜，過去在設計中考慮到這種影響后，采用了以下方法：（1）在計算非閃蒸狀態(tài)后，選用了的閥體零件。根據(jù)Cv值表；（2）根據(jù)液體閃蒸的百分比，分別計算氣相和液相的Cv值，然后相加；（3）選擇與工藝管道直徑相同的閥體零件；（4）采用近壓差法或閃蒸密度法。
    過去采用的各種方法都考慮了閃蒸后液體蒸發(fā)引起的體積膨脹現(xiàn)象，但這只是理論上的考慮，而忽略了閥體部件結(jié)構(gòu)中壓力恢復引起的堵塞問題。計算出的Cv值偏差較大，影響了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量，新理論認為流量與流經(jīng)閥體部件的壓差