Hrup in kavitacija krmilnega ventila

Uvod

Zvok nastane pri gibanju tekočine skozi ventil.Šele takrat, ko je zvok nezaželen, se imenuje hrup.Če hrup presega določene ravni, lahko postane nevaren za osebje.Hrup je tudi dobro diagnostično orodje.Ker zvok ali hrup nastane zaradi trenja, pretiran hrup kaže na morebitno poškodbo ventila.Poškodbo lahko povzroči samo trenje ali vibracije.

Obstajajo trije glavni viri hrupa:

–Mehanske vibracije
– Hidrodinamični hrup
– Aerodinamični hrup

Mehanske vibracije

Mehanske vibracije so dober pokazatelj poslabšanja komponent ventila.Ker je ustvarjeni hrup običajno nizke intenzivnosti in frekvence, na splošno ne predstavlja varnostne težave za osebje.Vibracije so večja težava pri ventilih s steblom v primerjavi z ventili v kletki.Kletkasti ventili imajo večjo podporno površino in zato manj verjetno povzročajo težave z vibracijami.

Hidrodinamični hrup

Hidrodinamični hrup nastaja v tokovih tekočin.Ko tekočina preide skozi omejitev in pride do spremembe tlaka, je možno, da tekočina tvori parne mehurčke.To se imenuje utripanje.Težava je tudi kavitacija, kjer se mehurčki tvorijo, a se nato zrušijo.Ustvarjeni hrup na splošno ni nevaren za osebje, vendar je dober pokazatelj
morebitne poškodbe sestavnih delov obloge.

Aerodinamični hrup

Aerodinamični hrup nastane zaradi turbulence plinov in je glavni vir hrupa.Ustvarjene ravni hrupa so lahko nevarne za osebje in so odvisne od količine pretoka in padca tlaka.

Kavitacija in utripanje

Utripa

Utripanje je prva stopnja kavitacije.Vendar je možno, da se utripanje pojavi samo od sebe, ne da bi prišlo do kavitacije.
Utripanje se pojavi v tokovih tekočine, ko se del tekočine trajno spremeni v paro.To je posledica zmanjšanja tlaka, zaradi česar tekočina preide v plinasto stanje.Zmanjšanje tlaka je posledica omejitve pretoka, ki ustvarja višji pretok skozi omejitev in s tem zmanjšanje tlaka.
Dve glavni težavi, ki jih povzročata utripanje, sta:

– Erozija
– Zmanjšana zmogljivost

Erozija

Ko pride do utripanja, je tok iz izhoda ventila sestavljen iz tekočine in hlapov.S povečanim utripanjem para prenaša tekočino.Ko se hitrost pretoka poveča, tekočina deluje kot trdni delci, ko udari v notranje dele ventila.Hitrost izstopnega toka se lahko zmanjša s povečanjem velikosti izstopa ventila, kar bi zmanjšalo škodo.Druga rešitev so možnosti uporabe utrjenih materialov.Kotni ventili so primerni za to aplikacijo, saj se utripanje pojavlja dlje od sklopa obloge in ventila.

Zmanjšana zmogljivost

Ko se tok delno spremeni v paro, kot v primeru utripanja, se prostor, ki ga zavzema, poveča.Zaradi zmanjšane razpoložljive površine je zmogljivost ventila za obvladovanje večjih pretokov omejena.Zadušen pretok je izraz, ki se uporablja, ko je zmogljivost pretoka omejena na ta način

Kavitacija

Kavitacija je enaka utripanju, le da se tlak povrne v izstopnem toku, tako da se para vrne v tekočino.Kritični tlak je parni tlak tekočine.Utripanje se pojavi tik za trim ventila, ko tlak pade pod parni tlak, nato pa se mehurčki zrušijo, ko se tlak povrne nad parni tlak.Ko se mehurčki zrušijo, pošljejo močne udarne valove v tok.Glavna skrb pri kavitaciji je poškodba obloge in telesa ventila.To je predvsem posledica zrušitve mehurčkov.Glede na obseg razvite kavitacije se lahko njeni učinki gibljejo od a
blag sikajoč zvok z malo ali brez poškodb opreme na zelo hrupni inštalaciji, ki povzroči hude fizične poškodbe ventila in cevovoda v smeri toka. Huda kavitacija je hrupna in lahko zveni, kot da bi skozi ventil tekel gramoz.
Proizvedeni hrup z vidika osebne varnosti ne predstavlja velike skrbi, saj je običajno nizke frekvence in intenzivnosti ter kot tak ne predstavlja težav za osebje.