제어 밸브의 공동현상에 대한 이해

Fisher™ 의 제어 밸브용 공동현상 방지 트림은 클린 또는 더티 환경에서 공동현상으로 인한 손상을 제거하거나 제어하는 데 도움이 됩니다.

Control valve plug with cavitation damage

제어 밸브의 공동현상에 대한 이해

공동현상(Cavitation)은 압력과 속도의 변화로 인해 발생하는 액체  유수부에서 증기 거품(cavities)의 형성 및 붕괴를 말합니다. 제어 밸브에서는 제어되지 않는 공동현상에 대한 네 가지 주요 부정적인 부작용이 있습니다. 고소음, 과도한 진동, 재료 손상 및 유량 효과 저하. 밸브 트림에 대한 물리적 손상은 일반적으로 구멍이 뚫리고 거친 모양으로 특성화됩니다.

제어 밸브 공동현상 원칙

Definition

정의

제어 밸브에서의 공동현상은 액체 유량에서만 발생하며, 기체에서는 발생하지 않습니다.

 

액체가 제어 밸브를 통과할 때 액체의 압력이 증기 압력 근처로 떨어지면 증기 기포가 형성됩니다. 기포는 압력이 아래로 증가하여 공동현상을 생성함에 따라 갑자기 허탈되거나 충돌할 수 있습니다.

 

공동현상은 질식된 유량의 결과 중 하나입니다. 일정한 주입구 압력을 유지하면서 압력 드롭을 증가시켜 더 이상 유동 속도가 증가하지 않는 포인트입니다.

Damage

손상

공동현상 손상은 미루어진 표면의 원형, 신더 같은 모양으로 특성화됩니다. 증기에서 액체로 변하는 동안 고속의 파괴적인 마이크로젯 및 국소화된 충격파가 제어 밸브의 재료 표면을 공격합니다.

 

캐비테이션이 발생할 때 항상 손상을 유발하지는 않습니다.

 

캐비테이션 손상 정도는 다음과 같은 수많은 요인의 기능입니다.

  • 압력 강하 강도/크기
  • 재질
  • 노출 시간
  • 유량
  • 밸브/트림 설계
  • 닫힌 상태에서의 누출
  • 유체
Noise and Vibration

소음 및 진동

캐비테이션은 허용할 수 없는 소음과 진동을 유발할 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. 밸브 포지셔너, 연결, 튜빙 및 인접 파이프에 영향을 줄 수 있습니다.

 

캐비테이션의 손상은 소음 없이 발생할 수 있으며 제어 밸브에서 발생하는 소음 및 진동 수준이 캐비테이션 손상 레벨과 항상 일치하지 않을 수 있습니다.

Cavitation Control

캐비테이션 컨트롤

제어 밸브의 캐비테이션은 여러 가지 수단으로 치료할 수 있습니다. 첫 번째는 캐비테이션을 제거하여 따라서 압력 강하를 관리하여 손상을 없애는 것입니다. 캐비테이션을 제거하기 위해 여러 단계 트림을 사용하여 제어 밸브 전체의 총 압력 강하를 이미지와 같이 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 공동의 원인을 예방하기 위해 시스템을 변경하는 것입니다.

Emerson Testing

에머슨이 실행한 테스트

에머슨 엔지니어들은 캐비테이팅 응용 분야에 대해 소음 및 진동 테스트를 수행합니다. 투명 파이프를 통해 공동현상의 모습을 실제로 볼 수 있습니다. 공동 시연을 준비하려면 현지 에머슨 영업소에 문의하십시오.

공동현상 비디오

video-media
Fisher Cavitrol 육각 트림 제품 데모 | 2023 가상 Emerson 교환

심각한 서비스 응용 분야에 향상된 성능을 제공하고 로터리 밸브의 효율성을 유지하는 Fisher™ Cavitrol™ Hex Trim을 시연해 드리겠습니다.

Vibration testing Fisher valve actuator

제어 밸브 진동

진동 손상을 견딜 수 있는 Fisher 제어 밸브 및 기기로 유지 비용을 줄입니다.