2024-12-04
La cavitation est un phénomène qui se produit lorsque la pression tombe sous la pression de vapeur d'un fluide, conduisant à la formation de bulles de vapeur. Ces bulles s'effondrent violemment lorsqu'elles se rendent dans des régions de pression plus élevée, générant des ondes de choc intenses, du bruit et des vibrations. La cavitation peut endommager considérablement l'équipement industriel, en particulier les vannes et les systèmes de tuyauterie en aval. Les principaux impacts de la cavitation sont:
Bruit et vibration: L'effondrement des bulles de vapeur génère des niveaux de bruit élevés et de grandes vibrations d'amplitude. Ces vibrations peuvent causer de graves dommages aux composants de la valve, notamment des ressorts, des membranes minces et des structures en porte-à-faux. Ils peuvent également affecter des instruments tels que les manomètres, les émetteurs, les thermocouples, les débitmètres et les systèmes d'échantillonnage.
Usure accélérée et corrosion: Les vibrations intenses de la cavitation peuvent entraîner une usure accélérée et une corrosion. Les surfaces métalliques peuvent devenir érodées, conduisant à des micro-usages et à la formation d'oxydes abrasifs. Ce processus accélère les dommages aux vannes, aux pompes, aux clapulades anti-retour et à tous les mécanismes de rotation ou de glissement. La cavitation peut également casser les pièces de soupape et les parois du tuyau, compromettant l'intégrité du système.
Contamination: Les matériaux qui sont érodés par la cavitation, tels que les particules métalliques et les composés chimiques corrosifs, peuvent contaminer le fluide à l'intérieur du tuyau. Ceci est particulièrement problématique dans les systèmes sanitaires ou de haute pureté où même une contamination mineure peut avoir des conséquences importantes.
Plusieurs approches de conception et opérationnelles peuvent aider à prévenir ou à atténuer les dommages à la cavitation:
Modifications de conception de la valve:
• Fractionnement du débit: En divisant un grand débit en débit plus petits à travers plusieurs ouvertures parallèles, la taille des bulles de cavitation peut être réduite. Des bulles plus petites créent moins de bruit et causent moins de dégâts.
• Pression de pression mise en scène: Au lieu d'une seule grande chute de pression, les vannes peuvent être conçues avec plusieurs étapes de réduction de la pression. Chaque étape réduit la pression progressivement, empêchant le fluide d'atteindre sa pression de vapeur et d'éviter ainsi la cavitation.
Emplacement de la soupape et conditions fluides:
• Pression plus élevée à l'entrée de la valve: Positionner la soupape de commande où la pression est plus élevée (par exemple, en amont ou à une altitude plus faible) peut empêcher la cavitation en maintenant la pression du fluide au-dessus de sa pression de vapeur.
• Température inférieure: dans certains cas, le contrôle de la température du liquide (par exemple, dans un échangeur de chaleur) peut réduire la pression de vapeur, réduisant ainsi le risque de cavitation.
Mesures prédictives: les fabricants de valves peuvent estimer le risque de cavitation en calculant la chute de pression et les niveaux de bruit attendus. Un niveau de bruit en dessous de certains seuils (par exemple, 80 dB pour les vannes jusqu'à 3 pouces, 95 dB pour les vannes de 16 pouces et plus) est considéré comme sûr pour éviter les dommages induits par la cavitation.
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