バルブのキャビテーションとは何ですか?どのように対処すべきでしょうか?

キャビテーションとは何ですか？バルブそして装備は？

        キャビテーションは、圧力が流体の蒸気圧を下回ったときに発生し、蒸気泡の形成につながる現象です。これらの気泡は、圧力が高い領域に移動すると激しく崩壊し、激しい衝撃波、騒音、振動を発生させます。キャビテーションは産業機器、特にバルブや下流の配管システムに重大な損傷を与える可能性があります。キャビテーションの主な影響は次のとおりです。

騒音・振動：蒸気泡の崩壊により、高い騒音レベルと大きな振幅の振動が発生します。これらの振動は、スプリング、薄膜、カンチレバー構造などのバルブコンポーネントに重大な損傷を引き起こす可能性があります。また、圧力計、トランスミッター、熱電対、流量計、サンプリング システムなどの機器にも影響を与える可能性があります。

加速された摩耗と腐食: キャビテーションによる激しい振動により、摩耗や腐食が加速される可能性があります。金属表面が侵食され、微小摩耗や研磨性酸化物の形成が生じる可能性があります。このプロセスにより、バルブ、ポンプ、逆止弁、その他の回転機構やスライド機構の損傷が早まります。キャビテーションによってバルブ部品やパイプ壁に亀裂が入り、システムの完全性が損なわれる可能性もあります。

汚染: 金属粒子や腐食性化合物など、キャビテーションによって侵食される物質は、パイプ内の流体を汚染する可能性があります。これは、わずかな汚染でも重大な影響を与える可能性がある衛生システムや高純度システムでは特に問題となります。

キャビテーションを予防および軽減するにはどうすればよいですか？

いくつかの設計および運用アプローチは、キャ​​ビテーションによる損傷を防止または軽減するのに役立ちます。

バルブ設計の変更:

• 流れの分割: 複数の平行な開口部を通して大きな流れを小さな流れに分割することで、キャビテーション気泡のサイズを小さくすることができます。気泡が小さいほど騒音が少なくなり、損傷も少なくなります。

• 段階的な圧力降下: 単一の大きな圧力降下ではなく、複数段階の圧力低下を伴うバルブを設計できます。各段階で徐々に圧力が低下し、流体が蒸気圧に達するのを防ぎ、キャビテーションを回避します。

バルブの位置と流体の状態:

• バルブ入口の高圧: 圧力が高い場所 (たとえば、さらに上流または低い標高) に制御バルブを配置すると、流体の圧力を蒸気圧より高く維持することでキャビテーションを防ぐことができます。

• 温度の低下: 場合によっては、流体の温度 (熱交換器など) を制御すると蒸気圧が低下し、キャビテーションのリスクが低下します。

予測手段: バルブ メーカーは、圧力降下と予想される騒音レベルを計算することによって、キャビテーションのリスクを推定する場合があります。特定のしきい値（たとえば、3 インチまでのバルブでは 80 dB、16 インチ以上のバルブでは 95 dB）を下回る騒音レベルは、キャビテーションによる損傷を防ぐのに安全であると考えられます。

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ビクター・フェン

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