رایج ترین مشکلات کنترل ولو را بشناسید

رایج ترین مشکلات کنترل ولو را بشناسید

مشکلات کنترل ولو

مشکلات کنترل ولو می تواند دلایل مختلفی داشته باشد. در اینجا رایج ترین دلایل را توضیح می دهیم.

• اصطکاک مکانیکی
• استیکشن
• فلشینگ
• کاویتاسیون
• چوک شدن
• هانتینگ
• نویز
• فرسایش
• حمله شیمیایی

اصطکاک مکانیکی

نیرویی که تمایل دارد با حرکت نسبی بین دو سطح که در تماس با یکدیگر هستند مخالفت کند. نیروی اصطکاک تابعی از نیروی معمولی است که این دو سطح را در کنار هم نگه می دارد و ماهیت مشخصه دو سطح است. اصطکاک دو جزء دارد: اصطکاک استاتیک و اصطکاک دینامیکی. اصطکاک استاتیک نیرویی است که باید قبل از هر حرکت نسبی بین دو سطح بر آن غلبه کرد. هنگامی که حرکت نسبی شروع شد، اصطکاک دینامیکی نیرویی است که برای حفظ حرکت نسبی باید بر آن غلبه کرد. اصطکاک در حال اجرا یا لغزش اصطلاحات محاوره ای هستند که گاهی برای توصیف اصطکاک دینامیکی استفاده می شوند. چسبندگی یالغزش اصطلاحات محاوره ای هستند که گاهی اوقات برای توصیف اصطکاک ساکن استفاده می شوند. اصطکاک استاتیکی یکی از دلایل اصلی باند مرده در مجموعه شیر است.

استیکشن

مقاومت در برابر شروع حرکت معمولاً برای غلبه بر اصطکاک استاتیک لازم است. اگر یک شیر با چسبندگی از حرکت باز بماند، تمایل دارد در آن موقعیت بچسبد. سپس نیروی اضافی برای غلبه بر چسبندگی مورد نیاز است. کنترل کننده همچنان به تغییر خروجی خود ادامه می دهد در حالی که شیر همچنان در موقعیت خود می چسبد. فشار اضافی در محرک نصب می شود. اگر فشار کافی برای غلبه بر اصطکاک استاتیک ایجاد شود، دریچه آزاد می شود. حرکت سوپاپ به سرعت فشار اضافی را جذب می کند و اغلب سوپاپ از موقعیت هدف خود فراتر می رود. پس از این، حرکت سوپاپ متوقف می شود و دریچه در موقعیت جدید می چسبد. چسبندگی ممکن است به دلیل یک مهر و موم بیش از حد سفت میل سوپاپ، توسط چسبنده داخلی شیر، توسط یک محرک کم اندازه، یا یک پوزیشنر چسبنده ایجاد شود.

فلشینگ

در نقطه ای که سرعت سیال در بالاترین حد خود است، فشار در کمترین مقدار خود قرار دارد. هنگامی که سیال تراکم ناپذیر (مایع) باشد، اگر فشار از فشار بخار مایع کمتر شود، حباب های بخار در داخل ولو تشکیل می شوند و با افزایش فشار در پایین دست، به درون خود فرو می ریزند. این منجر به امواج ضربه ای عظیم می شود که پر سر و صدا هستند و مطمئناً تجهیزات را خراب می کنند. در چنین سناریویی، دو فاز در پایین دست شیر جریان دارد: مایع و بخار. اگر فشار پایین دست کمتر از فشار بخار مایع باشد، نمی توان فلشینگ را در شیر حذف کرد.

اگر سیالی که توسط گلوگاه ولو  گاز می گیرد مایع باشد (بر خلاف گاز یا بخار)، و فشار مطلق آن کمتر از فشار بخار آن ماده باشد، مایع شروع به جوشیدن می کند. این پدیده زمانی که در داخل یک شیر کنترل اتفاق می افتد، فلشینگ نامیده می شود. همانطور که نمودار نشان می دهد، نقطه کمترین فشار در داخل شیر (که فشار ورید-انقباض یا Pvc نامیده می شود) محلی است که در آن فلشینگ ایجاد می شود .

کاویتاسیون

کاویتاسیون شبیه به فلشینگ است به نحوی که فشار مایع به مقدار کمتری از فشار بخار کاهش می یابد و باعث تبخیر مایع به حباب های بخار می شود. هم کاویتاسیون و هم فلشینگ به این دلیل اتفاق می‌افتد که انرژی فشار در یک سیال به دلیل انقباض در عضو بسته‌کننده شیر به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود و باعث افزایش سرعت می‌شود. علاوه بر این، با افزایش دمای مایع، احتمال کاویتاسیون به دلیل افزایش فشار بخار بیشتر می شود. وسعت کاویتاسیون عمدتاً به فشار پایین دست و فشار دیفرانسیل در سراسر شیر بستگی دارد. اگر فشار به نقطه ای بیشتر از فشار بخار مایع بازگردد، بخار دوباره به مایع تبدیل می شود. به این کاویتاسیون می گویند. همانطور که فلشینگ برای شیر کنترل مخرب است، کاویتاسیون بدتر است. تفاوت این است که با پدیده کاویتاسیون، فشار مایع در طول بازیابی فشار بیش از فشار بخار آن افزایش می‌یابد و به حالت مایع برمی‌گردد در حالی که در حین فلشینگ فشار مایع در کل زیر فشار بخار باقی می‌ماند.

چوک شدن (خفگی)

هر دو شیر کنترل گاز و مایع ممکن است چیزی را تجربه کنند که به طور کلی به عنوان جریان خفه شناخته می شود. به زبان ساده، «جریان خفه‌شده» شرایطی است که در آن با کاهش فشار پایین دست، سرعت جریان از طریق شیر تغییر قابل توجهی نمی‌کند. در شیر کنترل گاز، خفگی زمانی اتفاق می افتد که سرعت گاز به سرعت صوت برای آن گاز برسد. این اغلب به عنوان جریان بحرانی یا صوتی شناخته می شود. در شیر کنترل مایع، خفگی با شروع فلشینگ رخ می دهد. دلیل ارتباط سرعت صوتی با ظرفیت جریان برای یک شیر کنترلی مربوط به انتشار تغییرات فشار در سیالات است.

هانتینگ

 یک نوسان نامطلوب با بزرگی قابل ملاحظه که پس از ناپدید شدن محرک های خارجی طولانی می شود. هانتینگ گاهی اوقات چرخه یا چرخه حد نامیده می شود، شواهدی از عملیات در یا نزدیک به حد پایداری است. در کاربردهای شیر کنترل، هانتینگ به صورت نوسانی در فشار بارگذاری به محرک ناشی از ناپایداری در سیستم کنترل یا پوزیشنر شیر ظاهر می شود.

نویز کنترل ولو

اجزای ولو هر زمان که در معرض جریان آشفته با سرعت بالا قرار گیرند تمایل به ارتعاش دارند. بنابراین، کنترل ولو ها استاندارد در کاربردهای افت فشار بالا، به‌ویژه در مواردی که نرخ جریان بالا است، پر سر و صدا خواهند بود، زیرا فشار کم تجربه شده در پایین دست حلقه سیت (در ورید انقباض) با سرعت‌های بسیار بالایی همراه است که به سرعت سرعت بالا می‌رسد.

فرسایش

یک مشکل رایج برای کنترل شیرهای مورد استفاده در سرویس دوغاب (که در آن سیال فرآیند یک مایع حاوی مقدار قابل توجهی ذرات سخت و جامد است) فرسایش است که در آن قسمت و بدنه شیر در اثر عبور ذرات جامد فرسوده می شوند. یکی دیگر از دلایل فرسایش در شیرهای کنترل، بخار مرطوب است، جایی که بخار حاوی قطرات آب مایع است که با سرعت بالا توسط جریان بخار به حرکت در می آید. بخار همچنین ممکن است قسمت‌های دیگر شیر را «بریده» کند، اگر اجازه نشت کند. هر سیالی با سرعت کافی ممکن است باعث آسیب شدید به اجزای شیر شود.

حمله شیمیایی

اگر این اجزا به دقت برای سرویس مناسب انتخاب نشوند، ممکن است مواد شیمیایی خورنده به اجزای فلزی شیرهای کنترل حمله کنند. اثرات خوردگی زمانی که با اثرات کاویتاسیون ترکیب شود، چند برابر می شود. بیشتر فلزات در پاسخ به حمله شیمیایی چیزی را به نام لایه غیرفعال/ اکسیداسیون ایجاد می کنند. زنگ زدگی روی فولاد، یا اکسید آلومینیوم روی آلومینیوم، هر دو نمونه های رایجی هستند که در اثر اکسیداسیون فلز ایجاد می شوند. این منجر به تخریب سریع اجزای شیر می شود.