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，其結構形式和工作原理所示。執(zhí)行機構主要由氣室、膜片、推力盤、彈簧、推桿、調節(jié)螺母等組成。執(zhí)行機構是調節(jié)閥的推動裝置，根據(jù)壓力信號的大小產生相應的推力，通過推桿帶動閥桿產生相應的位移，從而帶動調節(jié)閥的閥芯動作，改變閥的開度。氣動執(zhí)行機構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；信號壓力增加時推桿向上動作的叫反作用式執(zhí)行機構。
    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，閥體與介質直接接觸，閥芯的作用改變了閥體的切斷面積，達到調節(jié)功能。氣動薄膜調節(jié)閥以其結構簡單、運行、運行穩(wěn)定、輸出推力大、本質防爆、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，改變調節(jié)參數(shù)，并將調整參數(shù)控制在所需范圍內，從而實現(xiàn)過程的自動化。在現(xiàn)場，調節(jié)閥直接控制過程介質，特別是高溫、高壓、強腐蝕、有毒、有害、易燃、易爆、滲透、易結晶、高粘度等介質，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，導致調節(jié)質量下降，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，閥體與介質直接接觸，閥芯的作用改變了閥體的切斷面積，達到調節(jié)功能。氣動薄膜調節(jié)閥以其結構簡單、運行、運行穩(wěn)定、輸出推力大、本質防爆、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，改變調節(jié)參數(shù)，并將調整參數(shù)控制在所需范圍內，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)。空穴的一些定義僅限于空穴的形成，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，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，通常可以與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沖擊。因此，會造成機械磨損和損壞。控制閥控制不，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構中壓力恢復引起的堵塞問題。計算出的Cv值偏差較大，影響了調節(jié)系統(tǒng)的質量，新理論認為流量與流經閥體部件的壓差