黄水调整三角阀的汽蚀剖析及改造方案

渭化集团企业合成氨设备灰污水处理工段长于1996年元月资金投入试运转，伴随着1号生物质气化炉的加料试运行而进入了试产环节。清洗水给不锈钢水槽(V1408)的灰水流回调整三角阀FV-1404和FV-1405在投入使用后还不到一年的時间内，曾于1996年5月中下旬油路板被物质斑点状蚀穿而开展过一次焊补修补。修复后的调整三角阀在运作了只是2个月以后，于1996年7月间再度被液体蚀穿，造成泊车一次。经查验，油路板内腔及节流阀元器件成蜂窝状，已被比较严重的锈蚀与汽蚀。为了更好地试产的持续开展，采用了两种对策：一是向日本宇部企业理赔同样型号同规格型号的灰水调节阀门。二是对蚀坏的油路板选用极低碳不锈钢焊条对油路板内腔执行大规模喷焊，以最少的时长校准。通过维修以后再次采用的这两台调整三角阀，因为内部构造已经比较严重蚀坏，失去缓冲作用，只有做为连通管道应用。

1 黄水调整三角阀浸蚀与汽蚀的根本原因

导致FV-1404和FV-1405灰水调整三角阀毁坏的因素主要是有两个，第一是浸蚀，第二是汽蚀。

根据调整三角阀的媒介是带有细灰的灰水，压力7.4MPa，压力差7.26MPa，调整三角阀出入口工作压力0.14MPa，物质环境温度为11O℃，灰水根据调整三角阀刚好处在这一环境温度下的饱和蒸气压力周边(0.15MPa)，通过节流阀后闪蒸液体，在工作压力修复区汽泡爆裂，释放出来强劲的动能汽蚀了油路板的内腔。

此外，清洗水呈偏碱，pH数值9.0~9.6。而原设计方案中调节阀门铸造件油路板的原料是ASTM A217 Gr-WC9，属于一种合金工具钢的铸造件方式，等同于国内钢的ZG15CrMo1V钢材型号，是是非非耐酸钢，对偏碱物质欠缺充分的耐腐蚀工作能力，因而致使了油路板及主件的迅速浸蚀。

2 黄水调整三角阀实际操作造成震荡

科学研究FV-1404、FV-1405的锈蚀与气蚀现象与实际操作中造成震荡的问题，对之后新增加P-1406的3号、4号泵出入口油阀的型号选择有不错的指导作用。

2.1 设计方案标准

加工工艺物质：灰水；
较大总流量：85m3/h；
操作温度：110℃；
上下游工作压力：7.4MPa；
中下游工作压力：0.14MPa；
阀关压力差：8.9MPa；
比例：0.950；

原设计方案调节阀门型号规格：37-21125(执行器膈膜的合理孔径为De=33cm，气关阀)；方式：GLOBE阀，非均衡柱塞泵型阀主件，4B×1-1/2：气路工作压力：250kPa；流入：流开。

2.2 黄水调节阀门合理导出力测算

执行器导出力与作用于阀主件的较大不平衡感的估算如下所示。

执行器的最高导出力Fmax：

Fmax=Ae•(Pe–Po–Pt–Pf)•10-4•103

=(33)2/4•π•[(250 - 20)- 20 - 80 - 15] •10-4•103

= 9830.95(N)

式中 Ae——表明膈膜的合理总面积(m3 )；
Pe——表明气路工作压力(kPa)；
Po——扭簧运行工作压力(kPa)；
Pt——扭簧范畴(kPa)；
Pf——填充料滑动摩擦力的等效电路工作压力损害；

气动阀门管道及阀门定位器工作压力损害不计入。阀关压力差下的较大不平衡感Ft：

Ft = π/4•(dg2•△Pmax ds2•P2)•10-4•103

= π/4•[(3.8)2•(8.9×103- 0.14×103) (1.3)2×0.14×103] •10-4•103

= 9948.40(N)

式中 dg——高压闸阀管径(cm)；
ds——阀座孔径(cm)。

依据测算，执行器的高效导出力Fe为：

Fe= F - Ft

= 9830.95 - 9948.40

=-117.45(N)

依据测算，合理导出力为负数，其效果是因为执行器导出力的不够，造成阀位左右震荡。

3 解决困难的方法

3.1 提升阀门定位器的气路工作压力

为了更好地清除阀位左右震荡，在都没有对调整三角阀执行升级改造的情形下，唯一的法子是提升阀门定位器的气路工作压力，以实现提升导出力的目地。因此，将气路工作压力提升到280kPa(净提高量为30kPa)。这时执行器的导出力为：

F' =F 30×104×103•Ae

= 9830.95 30×10-4×103×(33)2/4• π

= 12395.545(N)

由于|F'|>|Ft|，因此阀位不容易造成震荡。

3.2 流回调整三角阀的技术创新

根据对FV-1404和FV-1405管理状况的论述剖析，再依据测算得到的结论，可以得到原设计方案对FV-1404和FV-1405调整三角阀型号选择不正确的结果。为了更好地提高其抵御汽蚀与浸蚀的工作能力，提升调整品质与稳定性，务必执行技术创新。

笼式调整三角阀，是针对存有汽蚀与噪音的情况而制定的一种调整三角阀。选用均衡型阀主件的笼式阀，不但可以高效地摆脱静态数据与动态性不平衡感，并且根据对阀笼的恰当设计方案，可以把髙压差液体带上的动能，等级分类减少或相抵在笼内，降低或解决闪蒸与汽蚀发生的标准。此外，有效挑选油路板及阀内件原材料，做到耐腐蚀的目地。

4 灰水调节阀门更新改造实际效果及应用推广

最开始对FV-1405的更新改造采取了FISHER企业的657/40-3”ET笼式阀，油路板选用CFSM SST Cast材料，阀主件选用17-4PH SST及416 SST材料，运作实际效果优良，合理地减少了汽蚀并清除了震动，没有问题运转时长到达了4个月以上。

根据对阀主件的通过观察发觉，仍有少许气蚀现象产生。也就是说，阀笼对液体在根据节流阀口以前，对液体动能的耗费工作能力不足。在液体收拢横断面，一部分液体的工作压力仍小于操作温度下的饱和蒸气压。

在1406-3泵和1406-4泵新项目上，油阀选用两层笼式阀，阶段性地气体压力使闪蒸遭受抑止，因为操纵了液体的健身运动速度及缓解了液体的撞击，调整三角阀内部结构预制构件的使用寿命大大的增加，流关式的构造不仅清除固态颗粒物的伤害，并且使闸阀关掉更为严实。

现阶段，FV-1404A调节阀门、FV-1404B调节阀的没有问题运作周期时间最少在一年以上。