關(guān)于電磁閥K23JD-15W.K23JD-25W選擇應(yīng)用 無錫市氣動元件總廠

        工業(yè)過程以生產(chǎn)自動化作為其*性的標(biāo)志，過程控K23JD-15W.K23JD-25W制技術(shù)隨工業(yè)發(fā)展而日新月異。在K23JD-15W.K23JD-25W控制回路中，終端控制元件（控制閥、執(zhí)行裝置）直接與被控流體接觸并進(jìn)行調(diào)節(jié)，決定著K23JD-15W.K23JD-25W控制是否及時有效和過程安全，是zui關(guān)鍵的，又是相對技術(shù)薄弱的環(huán)節(jié)。K23JD-15W.K23JD-25W在石化、化工裝置中，生產(chǎn)過程大部分操作條件都是在高溫、高壓下進(jìn)行，且易燃易爆。K23JD-15W.K23JD-25W苛刻工況就是指這種生產(chǎn)過程為長時間運(yùn)行在高溫、高壓差、兩相流等操作條件下。在此工況下，極易產(chǎn)生大能量沖擊、振動、空化氣蝕和高噪聲，普通的控制閥無法承受沖刷而導(dǎo)致閥內(nèi)件損壞。為使控制閥能夠在苛刻工況下安全可靠運(yùn)行，必須選用優(yōu)化設(shè)計(jì)的新型控制閥和選擇降壓減噪新技術(shù)，以及維護(hù)預(yù)測、提高控制閥生命周期。

        生產(chǎn)過程的工藝條件是控制閥選擇時主要考慮的問題，對于特殊的苛刻工況如何應(yīng)對，應(yīng)該綜合控制閥的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、性能、選材等方面，以適用為主、整體優(yōu)化，再結(jié)合成熟的計(jì)算軟件（如CONVAL控制閥軟件）進(jìn)行計(jì)算選型和預(yù)估分析。

2 防止空化氣蝕

       由于控制閥本身是管路節(jié)流元件，在其內(nèi)部流動的液體介質(zhì)，由于節(jié)流原因常常出現(xiàn)閃蒸和空化現(xiàn)象，苛刻工況下的高壓差場合更為嚴(yán)重。閃蒸和空化的發(fā)生既影響控制閥口徑的選擇和計(jì)算，更是能導(dǎo)致嚴(yán)重的噪聲、振動及氣蝕對材料的破壞等等，直接影響使用。 在流體通過控制閥閥芯閥座形成的節(jié)流端面時，流速突然急劇增加而靜壓力驟然下降，若節(jié)流端面后的壓力驟然降到介質(zhì)飽和蒸汽壓及以下，將產(chǎn)生閃蒸，對閥內(nèi)件有侵蝕作用。當(dāng)節(jié)流后的壓力又回復(fù)到飽和蒸汽壓之上時，空化形成的氣蝕有極大的沖擊力，可高達(dá)幾千牛頓，嚴(yán)重地沖撞和破壞閥芯閥座和閥體，有如猛烈噴沙的效果，即使高硬度的合金也只能承受很短時間。 對此情況，控制閥的選擇要考慮壓差（流速）、材料和結(jié)構(gòu)，并采取特殊設(shè)計(jì)和措施。

（1）考慮壓差，不能使控制閥前后壓差過大，不使zui小節(jié)流端面的壓力下降到流體的飽和蒸汽壓以下，應(yīng)當(dāng)使閥上壓差△pmax<2.5MPa和控制流速（可增加控制閥及管路的流通面積，減小流速）。

（2）考慮材料，選用抗蝕能力強(qiáng)的金屬材料，如選1Cr18Ni9Ti不銹鋼閥芯閥座基體用Site（鈷鉻鎢合金）或碳化鎢對密封面進(jìn)行硬化處理。

（3）考慮控制閥結(jié)構(gòu)，選用特殊設(shè)計(jì)的抗空化氣蝕的閥內(nèi)件，以避免氣蝕的破壞作用。使流體在通過閥芯閥座時每一點(diǎn)的壓力都高于該溫度下的飽和蒸汽壓，或采用多級降壓減噪處理。選擇在閥芯閥座流出處加減噪器的措施，使液體本身相互沖撞呈高度紊流而減少氣泡（閃蒸現(xiàn)象）的產(chǎn)生。

       特殊設(shè)計(jì)閥芯閥座的 特殊設(shè)計(jì)閥芯閥座的 3級降壓減噪的抗空化氣蝕 5級降壓減噪的抗空化氣蝕

       一級抗空化氣蝕 加減噪板的二級抗空化氣蝕 （多級軸閥芯） （多級軸閥芯）

3 噪聲的抑制

        控制閥產(chǎn)生的噪聲一般為機(jī)械噪聲、液體動力噪聲和氣體動力噪聲。

        機(jī)械噪聲主要來自控制閥的閥芯、閥桿及一些可動部件，由于受到流體壓力波動的影響或流體的沖擊而機(jī)械振動而產(chǎn)生。噪聲是明顯的金屬響聲和敲擊聲，頻帶較寬，振動頻率一般小于1500Hz。減小機(jī)械噪聲的方法主要是改進(jìn)閥門結(jié)構(gòu)尤其是閥芯閥座、導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)。

       液體動力噪聲是流體流過節(jié)流端面而產(chǎn)生，流通截面積的急劇變化，容易產(chǎn)生阻塞流、產(chǎn)生閃蒸和空化，減速和膨脹造成噪聲，空化作用產(chǎn)生強(qiáng)大破壞力時還發(fā)出噪聲。氣體動力噪聲是當(dāng)氣體速度大于聲速時，流體產(chǎn)生沖擊波，噪聲劇增。噪聲的預(yù)估比較復(fù)雜和困難，IEC 60534-8標(biāo)準(zhǔn)也給出了有關(guān)噪聲預(yù)估方法，各控制閥廠家的計(jì)算軟件中都有噪聲的預(yù)估計(jì)算。控制閥噪聲的抑制和治理，主要采用聲源處理和聲路處理。聲源處理就是設(shè)法防止和降低控制閥節(jié)流端面的聲源功率，抓住壓差和流速這兩個影響噪聲的關(guān)鍵參數(shù)，在閥內(nèi)件和閥體結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)改進(jìn)，在聲源的節(jié)流處把速度和壓差降下來。

（1）采用減噪器的辦法。在節(jié)流處加裝細(xì)小的迂回通路，如迷宮式結(jié)構(gòu)的減噪器、細(xì)目鋼網(wǎng)卷成的減噪器、多孔結(jié)構(gòu)的減噪板。

（2）采用出口加擴(kuò)管消音器的辦法，減弱沖擊波并消耗聲能，做聲路減噪處理。

（3）利用摩擦原理，設(shè)計(jì)多級閥芯降壓減噪，控制流體流速，有效地防止了空化作用，也明顯抑制了噪聲。

（4）改善流場參數(shù)。根據(jù)流場分布與閥門結(jié)構(gòu)有關(guān)的研究結(jié)果，改進(jìn)閥門流路和閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)，選用S形流路、V形開口閥芯、套筒閥，等。

4 應(yīng)對高溫苛刻工況

        在高溫的工況下，必須考慮材料熱膨脹對閥內(nèi)件動作的影響，所用材料不能因高溫作用而變形、塑變、蠕變，造成閥內(nèi)件卡住或閥桿和導(dǎo)向套卡住，因此設(shè)計(jì)間隙（包括閥芯與閥座間；導(dǎo)向套與閥桿間）要根據(jù)材料、尺寸及溫差等因素考慮而適當(dāng)增加。同時考慮閥體、支架、填料、連接件等的承受溫度能力。

       基于在高溫下各種材料的硬度都會有不同程度的下降，要認(rèn)真查對所選材料的溫－壓曲線，使其滿足在溫度條件下的耐壓，保證安全性。對泄漏量要求較高的，閥內(nèi)件采用相同的合金鋼，密封面做硬化處理。溫度高于一定時（如220℃），要考慮選加延伸的上閥蓋；溫度高于450℃時，要考慮選加較長延伸的上閥蓋，來避免傳熱造成氣動執(zhí)行器和閥門定位器非正常工作。