제어 밸브 공동현상

제어 밸브 공동현상

Fisher의 제어 밸브용 공동현상 방지 트림은 클린 또는 더티 서비스에서 공동현상으로 인한 손상을 제거하거나 제어하는 데 도움이 됩니다.

공동현상으로 손상된 제어 밸브 플러그

제어 밸브의 공동현상에 대한 이해

공동현상은 압력과 속도의 변화로 인해 발생하는 액체 유수부에서 증기 거품(캐비티)의 형성 및 붕괴를 말합니다. 제어 밸브에는 제어되지 않는 공동현상의 네 가지 부작용이 있는데, 바로 심각한 소음, 과도한 진동, 장비 손상, 유량 제어의 성능 저하입니다. 밸브 트림의 물리적 손상은 일반적으로 움푹 패인 모양으로 나타납니다.

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제어 밸브 공동현상의 원리

정의

제어 밸브에서의 공동현상은 액체 유량에서만 발생하며, 기체에서는 발생하지 않습니다.

액체가 제어 밸브를 통과할 때 액체의 압력이 증기 압력 가까이 떨어지면 증기 거품이 형성됩니다. 압력이 갑자기 늘어나면서 공동현상이 발생하면 거품이 갑자기 붕괴하거나 파열될 수 있습니다.

공동현상은 임계 유량(choked flow) 결과 중 하나입니다. 일정한 주입구 압력을 유지하면서 압력 드롭을 증가시키면 더 이상 유동 속도가 증가하지 않는 포인트입니다.

손상

공동현상으로 인한 손상은 약화된 표면에 둥글고 연소재 같은 모양을 특징으로 합니다. 고속의 파괴적인 마이크로젯과 국부 충격 파형은 증기-액체 단계 변화 중에 제어 밸브의 재질 표면을 공격합니다.

공동현상이 항상 손상의 원인이 되는 것은 아닙니다.

공동현상 손상 정도는 수많은 요인의 작용에 따라 결정됩니다.

  • 압력 드롭의 강도/규모
  • 재질
  • 노출 시간
  • 유량 수량
  • 밸브/트림 설계
  • 밀폐 중 누출
  • 유체

소음 및 진동

공동현상은 참기 어려운 소음과 진동을 일으킬 수 있습니다. 이는 제어 밸브를 통해 자갈이 굴러가는 것처럼 들린다고 설명되곤 합니다.

액체 공동현상과 관련된 소음은 상당히 클 수 있지만, 일반적으로 존재할 수 있는 물질적 손상과 비교할 때 부차적인 문제입니다.

공동현상으로 인해 발생하는 진동은 공동현상 손상보다 더 보편적으로 발생할 수 있습니다. 이는 밸브 포지셔너, 연결, 튜빙, 인접 파이프에 영향을 미칠 수 있습니다.

공동현상 손상은 소음 없이 발생할 수 있으며, 제어 밸브의 소음 및 진동 레벨이 공동현상 손상 레벨과 항상 일치하지는 않습니다.

공동현상 컨트롤

제어 밸브에서 공동현상은 여러 가지 방법으로 처리 할 수 있습니다. 첫 번째는 압력 드롭을 관리하여 공동현상 및 손상을 제거하는 것입니다. 공동현상을 제거하기 위해 제어 밸브 전반의 총 압력 드롭은 이미지에 표시된 것처럼 다단계 트림을 이용하여 더 작은 부분으로 분할합니다.

두 번째 방법은 공동현상을 제거하는 것이 아니라 손상을 최소화하거나 격리하는 것입니다. 이 방법의 목표는 제어 밸브 표면으로부터 공동현상을 분리하고 공동현상이 영향을 미치는 표면을 강화하는 것입니다.

세 번째는 공동현상의 원인을 예방하기 위해 시스템을 변경하는 것입니다.

에머슨이 실행한 테스트

에머슨 엔지니어가 공동현상 응용 분야에 대해 소음 및 진동 테스트를 수행합니다. 투명 파이프를 통해 공동현상의 모습을 실제로 볼 수 있습니다. 공동현상에 대한 자세한 설명은 현지 에머슨 영업 사무소로 연락하시기 바랍니다.

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