教你如何消除高壓壓力系統的水錘

水錘是高速流體流和液壓介質的高壓液壓系統的最有害的因素，水錘在高壓除垢應用中是非常有破壞性的。 在鋼廠高壓管道系統中持續的水錘常常導致爆裂管，焊縫裂紋和除垢頭損壞。 在某些情況下，控制閥實際上也會由於水錘而爆炸。本文將討論水錘的破壞性影響，以及比例提升閥技術如何消除除垢應用中的這種現象。

因為除垢通常高壓高流量的環境中進行，除垢系統非常容易受到流體加速和減速衝擊力的影響。這些力通常被稱為水錘力或液壓瞬變。水錘伴隨發生的大聲雜訊或轟鳴，聽起來很像鎚子撞擊液壓管道。水錘力可能非常具有破壞性，可能導致： 管道爆裂；法蘭連接點開裂；管道支架被拉離設備和牆壁；管錨點的混凝土基礎損傷；閥門爆炸。

通過在高壓下的水柱的突然約束（或釋放）產生水錘。這種錘擊效應的發生是因為當閥突然關閉或打開時，由流體速度的瞬時變化產生壓力波。該壓力波通過給定流體的速度被稱為流體的速度。特定流體的速度是其體積模量和密度的函數。典型地用於除垢系統中的水的速率約為1,438米/秒。產生相對瞬時水錘力的該壓力波在管道的長度上傳遞並在有限時間內返回到發生源。

機械致動的提升閥包括在閥襯套中延伸和縮回閥瓣。提升閥成角度的閥芯與傾斜的閥座接觸以切斷通過閥的流動。當提升閥被機械致動器移動時，其打開或關閉與閥座之間的開口，並且隨著衝程增加而允許流體成比例地流過襯套中的槽。通過閥的流量和壓降由電動驅動器的提升閥準確定位。

陶瓷閥座的比例提升閥可以在腐蝕性介質或含有來自砂或水垢的一定程度污染的高速水下長時間操作。對於這種類型的閥，閥芯和閥座表面由耐磨損和耐腐蝕的陶瓷材料製成。為了提供對流體流量的計量控制，閥芯利用特殊的計量尖端輪廓來精確控制流量和壓力。以下是計量過程的工作原理：

當移動到打開位置時，閥芯在遠離閥座的方向上縮回到閥座和狹槽從入口埠到出口埠暴露以用於完全流動的位置。當流體進入入口埠時，流入閥體中，穿過襯裡中的流動槽並通過閥座到閥出口埠。

當閥芯沿朝向閥座的方向延伸時，接觸閥座以阻止流動到達出口。 線性執行器與閥芯的計量結構相結合的比例行程控制減輕了水錘，因為從關閉到打開的過渡被控制為在初始或最後10-20％的衝程中流量。

比例閥在關閉位置

利用可變衝程輪廓使得一個比例提升閥能夠執行多個操作，例如除垢頭控制和頭部預填充功能。這減少了對額外預填充控制閥或壓力故障孔的需要，從而節省工廠和維護在設備的額外費用。降低年度運營和更換成本。

比例閥在打開位置

在大多數工業應用中，閥以每天幾百至幾千次循環的高速率循環，壓力範圍為2,000至5,000psi，流速高達3,000gpm。在這些應用中，由快速關閉閥引起的水錘造成，重複壓力尖峰最終損壞管道系統和輔助部件。通過用比例提升閥技術代替除垢系統中的快速關閉提升閥並消除水錘，公司可以節省年運營成本以及損壞的除垢頭和管道的重置成本。