為(wei) 何MAC電磁閥應避免在小開度下工作?
是流程工業(ye) 實現自動過程控製的終端控製元件。電動調節閥調節品質的好壞，將直接影響自動過程控製質量。因此，調節閥穩定的工作，對於(yu) 流程工業(ye) 自動化係統而言，極為(wei) 重要。在實際應用中，小開度是造成閥壽命縮短的主要原因之一。那麽(me) 為(wei) 什麽(me) 小開度會(hui) 對電動調節閥壽命造成影響呢?
MAC電磁閥首先會(hui) 造成衝(chong) 蝕。小開度導致流道間隙過小，介質流速過大，對調節閥閥芯、閥座衝(chong) 刷非常厲害，將使閥的壽命成倍下降，甚至短期內(nei) 可使調節閥報廢。
其次，小開度導致劇烈的壓力、流速變化。當超過調節閥的剛度時，導致調節閥產(chan) 生劇烈震蕩。
三，流關(guan) 狀態下工作的調節閥，會(hui) 出現跳躍關(guan) 閉和跳躍啟動現象，調節閥在這個(ge) 開度內(nei) 是不能進行正常調節的。閥門開度如果在3%左右，閥門閥芯密封麵距離節流口太近，對於(yu) 閥芯的密封麵損傷(shang) 很大。
四，一些種類的閥門不適於(yu) 小開度工作。如蝶閥，小開度時不平衡力矩大，會(hui) 產(chan) 生跳開、跳關(guan) 現象。再如氣動薄膜調節閥如果是直通雙座調節閥，由於(yu) 該類型閥門有兩(liang) 個(ge) 閥芯兩(liang) 個(ge) 閥座，平時一個(ge) 閥芯處於(yu) 流開狀態，另一個(ge) 閥芯處於(yu) 流閉狀態，這種閥門雖然對於(yu) 泄漏量要求不嚴(yan) ，但是閥門處於(yu) 小刻度時，閥門穩定性變得很差，並且容易產(chan) 生震蕩。
總之，如果調節閥能夠正常工作，不被經常衝(chong) 刷，提高閥的使用壽命，調節閥應避免在小開度下工作。根據實際經驗，閥門刻度通常至少應大於(yu) 8%~12%，但對於(yu) 高壓閥、雙座閥、蝶閥、處於(yu) 流閉狀態的調節閥而言，應大於(yu) 20%(線性閥)~30%(對數閥)。
小開度引起閃蒸汽蝕
閃蒸和汽蝕是由阻塞流引起，當流體(ti) 工質流過電動調節閥閥座口的小流道縮徑處產(chan) 生的。當流體(ti) 工質流過縮徑處，流束變細收縮。流束的小橫斷麵出現在實際縮徑處的下遊，而不是縮徑處。在縮流斷麵處，流體(ti) 工質的流速大，流速增加伴隨著縮流斷麵處的壓力大大降低，流體(ti) 工質在下遊隨著流束擴展，速度下降，壓力增加。當縮流斷麵處的流體(ti) 壓力低於(yu) 該溫度下流體(ti) 的飽和蒸汽壓力時，流束中將產(chan) 生汽泡，形成氣液兩(liang) 相流。如果流體(ti) 在縮流斷麵的下遊，也就是閥門的出口壓力仍然低於(yu) 該溫度下流體(ti) 的飽和蒸汽壓力，汽泡將在閥門的下遊產(chan) 生，就造成了閃蒸現象。壓力越低，汽泡產(chan) 生量越大，閃蒸現象越嚴(yan) 重。
如果下遊壓力恢複到該溫度下流體(ti) 的飽和蒸汽壓力以上，汽泡會(hui) 破裂或向內(nei) ，從(cong) 而產(chan) 生汽蝕。蒸汽汽泡破裂釋放出能量，會(hui) 產(chan) 生一種類似於(yu) 砂石流過閥門的噪聲。當電動調節閥處於(yu) 小開度時，會(hui) 感覺到有流體(ti) 通過的噪聲，閥體(ti) 振動也會(hui) 加強，這就是發生了汽蝕。
閃蒸工況與(yu) 汽蝕工況相比，閃蒸工況的氣液兩(liang) 相流將在閥門縮流處後整個(ge) 下遊都存在，比汽蝕工況氣液兩(liang) 相流的作用時間長，對閥門及管道的破壞作用要大。
MAC電磁閥的危害主要有機械磨損和腐蝕。一方麵，汽泡內(nei) 攜帶液滴，在流經閥體(ti) 的接觸麵時，對界麵有的撞擊效果，並且由於(yu) 氣體(ti) 的流速快，對界麵造成有角度的衝(chong) 擊，使得與(yu) 汽泡接觸的閥體(ti) 內(nei) 部衝(chong) 蝕嚴(yan) 重;另一方麵，當閥體(ti) 與(yu) 流體(ti) 的接觸麵發生機械磨損時，會(hui) 破壞原有的經過處理的金屬表麵，且由於(yu) 一些工藝中介質大多為(wei) 水，其中含有氧氣，會(hui) 在金屬表麵形成新的氧化物，使金屬表麵發生腐蝕的現象。
閃蒸衝(chong) 刷破壞的特點是受衝(chong) 刷表麵有平滑拋光的外形。衝(chong) 刷嚴(yan) 重的地方一般在流速高處，通常位於(yu) 閥芯和閥座的接觸線上或附近，因此閥體(ti) 內(nei) 件也要選擇耐衝(chong) 蝕的。
汽蝕的危害
汽蝕的危害主要是汽泡迅速破裂時產(chan) 生的衝(chong) 擊力，和破裂時形成的高速射流產(chan) 生的巨大衝(chong) 擊力對金屬麵產(chan) 生*的衝(chong) 蝕作用。
如果汽泡在接近閥門內(nei) 固體(ti) 表麵處破裂，釋放的能量會(hui) 慢慢地撕裂材料，在閥芯表麵留下類似於(yu) 煤渣的粗糙表麵。如果汽泡在下遊管道中破裂，會(hui) 對下遊管道產(chan) 生類似的破壞。
應對方案
解決(jue) 小開度下調節閥工作問題有好多種方法，常見的大概有如下幾種。
MAC電磁閥根據流量方程，當前後壓差減小時，流量也相應減小，為(wei) 保持閥的流量不變，就要增大閥的開度。因此，可以工藝管道上與(yu) 調節閥相串聯的手動閥門，關(guan) 閉至調節閥需要的工作開度為(wei) 止，或者在調節閥後增加限流孔板消耗部分壓降。這兩(liang) 種方法都是增加管路上的壓降，以便減少閥上的壓降，因為(wei) 係統總壓降等於(yu) 管路壓降加上調節閥上的壓降，由於(yu) 係統總壓降不變，所以當管路壓降增大時，閥上壓降必然減小。
縮小閥口徑
同樣根據流量方程，直徑減小時，流量也減小，因此為(wei) 保持通過電動調節閥的流量不變，就必然要加大開度，這樣也可避免閥在小開度下工作。口徑閥的口徑、閥座的直徑有關(guan) ，可以換一台小檔口徑的閥，或通過內(nei) 部縮徑，閥體(ti) 不變，換小檔的閥芯閥座實現。
應對閃蒸
通過對閃蒸產(chan) 生原理的分析，可以發現當管道的流動特性與(yu) 流體(ti) 溫度一定後，對於(yu) 任何閥門來說都是無法防止閃蒸現象的。因此，應從(cong) 改變下遊管道流動特性和提高閥體(ti) 的耐衝(chong) 蝕能力兩(liang) 個(ge) 方麵來減小閃蒸的破壞作用。
從(cong) 設計方麵考慮應盡量提高閥門的背壓，一是將調節閥門布置在具有較高靜壓頭的位置可以提高閥門的背壓;二是增加節流孔板或類似的提高背壓裝置，提高閥門的背壓。
在閥門選型時應考慮:一是盡量選擇直行程角閥，從(cong) 閥門結構來考慮，角閥沒有改變流體(ti) 的流向，流體(ti) 的流向在閥內(nei) 仍保持自上而下，減少了衝(chong) 擊閥門表麵液滴的數量，但是直行程角閥成本較高，一般隻用於(yu) 工況惡劣和重要場合;二是可以選擇下遊帶有擴展式流通區域的閥門，流體(ti) 在經過小縮流麵時，速度達到大，此時如有一個(ge) 較大範圍的擴流區，將會(hui) 使流速迅速降低，從(cong) 而減少對閥體(ti) 的衝(chong) 刷;三是閥體(ti) 選擇材質硬度高的材料增強其抗機械磨損和腐蝕的能力，減小閃蒸的破壞作用，對於(yu) 肯定會(hui) 被流體(ti) 衝(chong) 刷的閥內(nei) 表麵的區域，如閥座表麵和閥芯采取表麵鍍合金的硬化處理，提高其表麵的抗衝(chong) 刷能力。
MAC電磁閥由於(yu) 汽蝕的閥後壓力可以恢複到高於(yu) 液體(ti) 的飽和蒸汽壓力，因此可以通過控製閥體(ti) 內(nei) 的壓降過程來消除汽蝕現象。控製閥使用多級降壓內(nei) 件，可以把通過閥門的壓降分成數個(ge) 較小的壓降區域，每一個(ge) 較小的壓降區域都確保在縮流斷麵處的壓力大於(yu) 流體(ti) 溫度對應的飽和蒸汽壓力，防止蒸汽氣泡的形成。同樣，應對必然受到衝(chong) 刷的閥芯和閥門內(nei) 表麵應進行表麵硬化處理，提高易被流體(ti) 衝(chong) 刷的閥芯和閥內(nei) 表麵的抗衝(chong) 刷能力。
在運行過程中，也可以通過一些方法來降低電動調節閥壓降，達到防止閥門汽蝕的目的。在大容量機組中，凝結水和凝補水管路中一般配置30%負荷和70%負荷調節閥，在運行操作中，如果在低負荷下，使用70%負荷調節閥，會(hui) 使P降低量增大，易產(chan) 生汽蝕，應嚴(yan) 格按照隨負荷增加先使用30%負荷調節閥調節，再投入70%負荷調節閥。可以通過關(guan) 小電動調節閥調節閥後電動截止閥的開度，相當於(yu) 在調節閥後增加了一個(ge) 節流空板，可以減小調節閥的必須壓降。