밸브의 캐비테이션이란 무엇입니까? 어떻게 해결해야 할까요?

캐비테이션이란 무엇이며 그 영향은 무엇입니까?밸브그리고 장비?

        캐비테이션은 압력이 유체의 증기압 이하로 떨어질 때 발생하는 현상으로, 증기 기포가 형성됩니다. 이러한 기포는 더 높은 압력의 영역으로 이동할 때 격렬하게 붕괴되어 강렬한 충격파, 소음 및 진동을 생성합니다. 캐비테이션은 산업 장비, 특히 밸브와 하류 배관 시스템을 크게 손상시킬 수 있습니다. 캐비테이션의 주요 영향은 다음과 같습니다.

소음과 진동: 증기 기포의 붕괴로 인해 높은 소음 수준과 큰 진폭 진동이 발생합니다. 이러한 진동은 스프링, 얇은 막, 캔틸레버 구조를 포함한 밸브 구성 요소에 심각한 손상을 줄 수 있습니다. 또한 압력 게이지, 트랜스미터, 열전대, 유량계 및 샘플링 시스템과 같은 기기에도 영향을 미칠 수 있습니다.

마모 및 부식 가속화: 캐비테이션으로 인한 강한 진동으로 인해 마모 및 부식이 가속화될 수 있습니다. 금속 표면은 침식되어 미세 마모가 발생하고 연마성 산화물이 형성될 수 있습니다. 이 프로세스는 밸브, 펌프, 체크 밸브 및 회전 또는 슬라이딩 메커니즘의 손상을 가속화합니다. 캐비테이션은 또한 밸브 부품과 파이프 벽을 깨뜨려 시스템의 무결성을 손상시킬 수도 있습니다.

오염: 금속입자, 부식성 화합물 등 캐비테이션에 의해 침식되는 물질은 배관 내부의 유체를 오염시킬 수 있습니다. 이는 사소한 오염이라도 심각한 결과를 초래할 수 있는 위생 또는 고순도 시스템에서 특히 문제가 됩니다.

캐비테이션을 예방하고 완화하는 방법은 무엇입니까?

여러 설계 및 운영 접근 방식은 캐비테이션 손상을 방지하거나 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

밸브 설계 수정:

• 흐름 분할: 여러 개의 평행한 개구부를 통해 큰 흐름을 더 작은 흐름으로 나누어 캐비테이션 기포의 크기를 줄일 수 있습니다. 기포가 작을수록 소음이 덜 발생하고 손상도 줄어듭니다.

• 단계적 압력 강하: 단일의 큰 압력 강하 대신 여러 단계의 압력 감소로 밸브를 설계할 수 있습니다. 각 단계는 압력을 점진적으로 감소시켜 유체가 증기압에 도달하는 것을 방지하여 캐비테이션을 방지합니다.

밸브 위치 및 유체 조건:

• 밸브 입구의 더 높은 압력: 압력이 더 높은 위치(예: 더 높은 상류 또는 더 낮은 고도)에 제어 밸브를 배치하면 유체의 압력을 증기압보다 높게 유지하여 캐비테이션을 방지할 수 있습니다.

•     낮은 온도: 어떤 경우에는 유체 온도(예: 열 교환기)를 제어하면 증기압을 낮추어 캐비테이션 위험을 낮출 수 있습니다.

예측 조치: 밸브 제조업체는 압력 강하와 예상 소음 수준을 계산하여 캐비테이션 위험을 추정할 수 있습니다. 특정 임계값(예: 최대 3인치 밸브의 경우 80dB, 16인치 이상의 밸브의 경우 95dB) 미만의 소음 수준은 캐비테이션으로 인한 손상을 방지하는 데 안전한 것으로 간주됩니다.

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빅터 펭

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