FESTO電磁閥閃蒸和氣蝕現(xiàn)象及防護(hù)措施？
FESTO電磁閥是自控系統(tǒng)中的終端現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)儀表。它安裝在工藝管道上，調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，按設(shè)定要求控制工藝參數(shù)。調(diào)節(jié)閥直接接觸溫、壓、深冷、腐蝕等工藝流體介質(zhì)，因而是Z容易被腐蝕、沖蝕、氣蝕、老化、損壞的儀表，往往給過(guò)程的控制造成困難。尤其是在液體工況下，如果調(diào)節(jié)閥上的壓差ΔP（P1－P2）大于Z大允許計(jì)算壓力降ΔPmax，那么就會(huì)產(chǎn)生閃蒸或氣蝕，這種現(xiàn)象會(huì)引起調(diào)節(jié)閥或相鄰管道結(jié)構(gòu)上的損壞，同時(shí)還可能引起整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)和噪音，嚴(yán)重影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命和整個(gè)自控系統(tǒng)的性，給裝置帶來(lái)極大的隱患。
FESTO電磁閥因?yàn)樗枋隽肆黧w介質(zhì)在形式上的實(shí)際變化。這種變化是從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，由于通常是在閥座口的Z大流道縮徑處或其下游的流體速度的增加而引起的。隨著流體通過(guò)縮徑，流束會(huì)變細(xì)或收縮。流束的Z小橫斷面出現(xiàn)在實(shí)際縮徑的下游被稱為縮流斷面處，如圖1所示。
FESTO電磁閥為維持流體穩(wěn)定地流過(guò)調(diào)節(jié)閥，在截面Z小的縮流斷面處，流速是Z大的。流速（或動(dòng)能）的增加伴隨著縮流斷面處壓力（或勢(shì)能）大大的降低。再往下游，隨著流束擴(kuò)展進(jìn)入更大的區(qū)域，流速下降，壓力增加；但下游壓力不會(huì)*恢復(fù)到與調(diào)節(jié)閥上游相等的壓力，調(diào)節(jié)閥兩側(cè)的壓差ΔP表示閥門(mén)中消耗的能量。圖2為壓力恢復(fù)和低壓力恢復(fù)調(diào)節(jié)閥的壓力變化曲線，反映了由于較大的內(nèi)部紊流和能量消耗，一個(gè)流線型壓力恢復(fù)調(diào)節(jié)閥如球閥與一個(gè)低壓力恢復(fù)調(diào)節(jié)閥的不同性能。
FESTO電磁閥壓力恢復(fù)和低壓力恢復(fù)調(diào)節(jié)閥的壓力變化曲線比較
不管FESTO電磁閥閥門(mén)的恢復(fù)特性如何，注意的是與閃蒸和氣蝕有關(guān)的壓差就是調(diào)節(jié)閥入口狀態(tài)下液體的蒸汽壓力與縮流斷面之間的壓差。用Pvc表示縮流斷面處的壓力；用Pv表示調(diào)節(jié)閥入口狀態(tài)下液體的蒸汽壓力；FF表示臨界壓力比，它是由流體性質(zhì)決定的小于1的常數(shù)。如果Pvc明顯低于Pv，即
Pvc＜FFPv
這時(shí)會(huì)發(fā)生大量的汽化，嚴(yán)重影響流量的測(cè)量。流量不再與成正比，如圖3所示。隨著橫坐標(biāo)的增大，Pvc逐漸遞減。在Pvc降Pv以前，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量Q與成正比；在Pvc降Pv以后，曲線斜率有所減小；當(dāng)Pvc降FFPv以后，流量Q幾乎不再隨的增大而增加，斜率很小，這種狀態(tài)稱為阻塞流。
FESTO電磁閥流量與差壓方根的關(guān)系
如果縮流斷面處的壓力降到液體的蒸汽壓力以下，即Pvc＜Pv（由于該點(diǎn)處流速增加），氣泡就會(huì)在流束中形成。隨著縮流斷面處的壓力降到液體的蒸汽壓力以下，即Pvc＜FFPv，氣泡會(huì)大量形成。在此階段，存在對(duì)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)損壞的可能性。
如果FESTO電磁閥的出口壓力仍然低于液體的蒸汽壓力，即P2＜Pv，氣泡將保持在閥門(mén)的下游，這時(shí)就產(chǎn)生了“閃蒸”。如果下游的壓力恢復(fù)足以使得調(diào)節(jié)閥的出口壓力提到于液體的蒸汽壓力，即P2＞Pv，氣泡將會(huì)破裂或向內(nèi)爆炸，從而產(chǎn)生“氣蝕”。
FESTO電磁閥閃蒸的影響主要是物理?yè)p害，閃蒸對(duì)調(diào)節(jié)閥的閥芯會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷破壞，其特點(diǎn)是受沖刷表面有平滑拋光的外形，如圖4所示，這種損壞過(guò)程非常類似于噴砂過(guò)程。就流體而言，蒸汽體積常常大于液體體積，以于使液滴趨向于蒸汽的流速，液滴沖擊表面如同固體顆粒沖擊表面一樣，足以使表面材料損壞脫落。
