Что является причиной работы регулятора вибрации и шума?

В процессе производства мы иногда сталкиваемся с тем, что регулирующие клапаны, предохранительные клапаны и другие клапаны производят сильную вибрацию и шум. Фактически, одновременно генерируя вибрацию и шум, клапан подвергается серьезной эрозии, например, на внутренних деталях образуются серии шлифовальных трещин, глубокие канавки и выбоины, или даже происходит разрушение штока. Использование таких клапанов серьезно влияет на их рабочие характеристики и сокращает срок службы. Вибрацию и шум регуляторов можно условно разделить на механическую вибрацию, кавитацию и вибрацию жидкости (вихревые токи) и другие причины. Факторы, вызывающие вибрацию и шум, включают кавитацию. Кавитационная вибрация обычно возникает внутри регулирующего клапана в жидкой среде. Основной причиной кавитации является сжатие регулятора потока внутри жидкости за счет ускорения потока и падения статического давления жидкости. Чем меньше разница давлений до и после открытия клапана, тем больше скорость потока и тем выше вероятность кавитации, а также тем меньше перекрытие потока и падение давления. Механическая вибрация, по форме выражения, может быть разделена на два состояния. Одно из состояний — это вибрация регулятора общего характера, а именно, вибрация регулятора в трубе или фибрилляция часто возникают из-за сильных вибраций трубопровода или основания, которые вызывают вибрацию регулятора. Также это связано с частотой, то есть, когда частота внешнего воздействия и системы равна или близка к собственной частоте, энергия вынужденных колебаний достигает максимума, вызывая резонанс. Другое состояние — это вибрация регулирующего клапана, основная причина которой заключается в быстром увеличении скорости среды, резком изменении разницы между скоростью потока до и после регулирующего клапана, что приводит к сильным колебаниям регулятора. Вихревая вибрация жидкости внутри дроссельной заслонки клапана, из-за трения, сопротивления и возмущений различных факторов, неизбежно порождает множество вихревых потоков, таких как удар жидкости о шток, прохождение через зазоры и повороты в углах, а также шунтирование, вихревые потоки, взаимодействие вихревых потоков с цилиндрами, вызывающие вибрацию, которая проявляется в виде звука. Когда частота колебаний воздуха соединяется с собственной частотой колебаний механических компонентов, или с колебаниями акустической стоячей волны в поперечном и продольном направлениях трубы, динамическим воздействием, газодинамическим сжатием или другими нестабильными потоками, вызванными ударными волнами, вибрация и шум усиливаются. Если жидкость протекает через регулирующий клапан, может образоваться пузырьки двухфазной газожидкостной смеси, что также может привести к снижению шума и эффекту расширения двухфазной жидкости. Кроме того, при пустом клапане происходит выброс мощного пузыря, который может создавать шум до 10000 Гц, а чем больше пузырьков воздуха, тем серьезнее шум. Как бороться с вибрацией и шумом, вызванными кавитацией? В первую очередь следует избегать работы с малой степенью открытия клапана. Слишком маленькое открытие клапана приводит к увеличению скорости потока на входе, быстрому снижению давления, а также к легкому образованию пузырьков и воздушной коррозии. В данной статье упоминается повреждение клапана при малой степени открытия, вызывающее кавитацию, и этим нельзя пренебрегать. Следует использовать многоступенчатое распределение перепада давления. Для предотвращения кавитации наиболее эффективным способом является обеспечение того, чтобы падение давления на клапане было меньше минимального перепада давления, вызывающего кавитацию на всех уровнях, при этом критическое давление является недостаточным. Когда регулирующий клапан выдерживает перепад давления, значительно превышающий критический перепад, можно использовать многоступенчатую декомпрессионную конструкцию. При проектировании многоступенчатого дроссельного клапана дросселирование осуществляется за счет перепада давления, чтобы на каждом уровне перепад давления был меньше допустимого, так что каждый уровень потребляет часть энергии, обеспечивая относительно низкое давление на следующем уровне, снижая уровень перепада давления и уменьшая скорость изменения давления, что позволяет снизить скорость изменения положения дроссельной заслонки, избежать образования кавитации и уменьшить ее воздействие. Конечно, если условия работы системы неблагоприятны для многоступенчатой ​​декомпрессионной конструкции, можно использовать конструкцию с дроссельным рукавом. В конечном итоге, необходимо спланировать рациональную технологию привода. Привод в процессе производства имеет большое значение для использования регулирующего клапана, поскольку обеспечивается более высокое рабочее давление и низкий перепад давления до и после регулирующего клапана. С учетом механической вибрации следует в первую очередь правильно выбрать компоненты. Если диск быстро меняет высокие и низкие значения, позиционер клапана обладает высокой чувствительностью, даже небольшое изменение выходного сигнала регулятора или дрейф могут привести к тому, что сигнал позиционера будет преобразован в очень большой выходной сигнал, вызывая колебания клапана. Если сила трения регулятора слишком мала, входной сигнал будет мало изменяться или дрейфовать, что немедленно передастся на диск и вызовет его вибрацию. В противном случае, если сила трения регулятора слишком велика, воздействие на малый сигнал без большого сигнала приведет к явлению движения и вызовет слишком большое движение регулятора, что вызовет гистерезисные колебания. В такой ситуации следует уменьшить значение регулятора и решить проблему демпфирования соответствующей части, например, заменить сальник и т. д. Следует также обратить внимание на соединение второго штока. В процессе нормальной работы агрегата высокотемпературный и высоконапорный пар непрерывно проходит через сердечник задвижки высокого давления, вызывая крутящий момент между сердечником задвижки и штоком клапана, что приводит к срыву штифта, вибрации подшипника и сильному воздействию на цилиндрический штифт, вплоть до разрушения и отрыва штока задвижки высокого давления, что угрожает безопасности. Неправильный ремонт может привести к серьезным скрытым проблемам с безопасностью. Наконец, место установки регулирующего клапана должно быть удалено от источника вибрации, поэтому необходимо принимать превентивные меры. Для вихретокового контроля сначала следует использовать соответствующие интервалы и небольшие изгибы. Когда жидкость протекает через небольшое отверстие с соответствующим зазором или другим косвенным путем, можно получить меньший объем струи, тем самым уменьшая объем вихревых токов, снижая эффективность преобразования механической энергии в акустическую и эффективно снижая вибрацию и шум.