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费斯托电磁阀冲蚀**仿真分析与试验

发布时间：2019-10-12

    费斯托电磁阀冲蚀**仿真分析与试验
    费斯托电磁阀研等采用有限元体积法研究了固体颗粒对300 MW蒸汽涡轮机上喷嘴的冲蚀作用, 得出了冲蚀的影响因子有冲击角、质点速度和颗粒直径等;等做了液体冲蚀引起管壁变薄的研究;D.W.用金刚石来提*节流阀的耐冲蚀**;分别进行了模拟分析和试验研究。
    1 冲蚀机理分析1) 节流阀材质特点。
    2) 节流阀冲蚀特点。电子显微镜观测下阀体切片, 出现微切削和犁沟;阀芯冲蚀坑两边形成凸起的唇片, 并呈波纹涟漪状。
    3) 冲蚀理论。综合分析确定, 微切削模型理论、锻造挤压理论能揭示岩屑冲蚀节流阀的行为。两套模型理论并非各自独立地简单拼凑, 而是相互补充, 从不同角度、不同的冲蚀阶段来阐述节流阀不同位置的冲蚀现象, 进而确立节流阀冲蚀磨损机理。
    根据节流阀冲蚀机理, 确定采用如下冲蚀计算模型
    2 费斯托电磁阀仿真分析与试验研究对新型筒式节流阀、楔型节流阀、孔板型节流阀在混气重泥浆条件下分别进行动态模拟试验, 检验3种类型节流阀在实施节流压井时的可靠性、耐冲蚀性和对井控技术与井控工艺要求的符合性、适应性, 为节流压井作业提供决策依据。
    1) 新型筒式节流阀。新型筒式阀芯采用圆柱形结构, 阀芯、阀座均为对称结构, 阀芯、阀座采用碳化钨合金, HRA92, 可提*抗冲蚀能力, 且可调换方向安装, 其过流面积与开度如图1所示。
    2) 楔形节流阀。该阀是为了解决针形节流阀易断裂而研制的, 阀芯采用楔形结构, 阀芯阀座同样采用碳化钨合金, HRA94, 其过流面积与开度如图2所示。
    a 费斯托电磁阀阀芯b 过流面积开度图1 新型筒式节流阀阀芯及过流面积-开度示意a 阀芯b 过流面积开度图2 楔形阀阀芯及过流面积-开度示意3) 孔板式节流阀。阀瓣的流通截面形状为扇形, 阀瓣分为上、下两部分。固定下阀瓣, 旋转上阀瓣, 可以调整流通面积, 实现对流量的控制和调节, 阀芯阀座也采用碳化钨合金[13,14]、HRA92, 其过流面积与开度如图3所示。
    a 费斯托电磁阀阀芯b 过流面积开度图3 孔板式节流阀阀芯及过流面积-开度示意2.1 仿真分析根据3类型阀过流面积与开度示意图, 在**大过流面积一致的前提下, 针对不同的阀芯位移值 (如表1所示) , 开展了相同条件下新型筒式节流阀、楔形节流阀和孔板节流阀的流场和冲蚀有限元仿真分析。
    费斯托电磁阀阀芯位置及过流面积节流阀类型新型筒式节流阀楔形节流阀孔板节流阀阀芯位置 °对于新型筒式节流阀, 由于圆柱形阀芯具有结构对称的特点, 其流场较平稳, 过流面为对称环形, 流体流过节流面时, 流体冲蚀力减弱, 减小了对下游设备的冲蚀, 受力的集中区域为阀芯与阀座节流面小的区域, 阀芯节流面段出现环状痕迹,
    进行大量的压力试验以及对试验记录数据的统计和分析，发现有近50％的调节阀存在一定的质量问题。问题主要集中在泄漏量超标、行程超差、阀门强度不合格这三个方面。这就说明在试验过程中要特别注重这几个方面。调节阀的压力试验主要包括气密性试验、执行器耐压强度试验、阀壳体强度试验和密封试验。
    对于气动执行器部分而言，应进行耐压强度试验。试验应该在阀门全开的状态下进行，介质选用洁净水，试验压力应为公称压力的1.5倍，所有在工作中承压的阀腔承受压力的时间不应小于3min，期间不应该有任何泄露。
    对于执行器的气室部分而言，应进密性试验，执行器的气室应**气密。应在额定压力为0.1MPa的气源下，将洁净气体（空气或氮气）输入膜气室，切断气源后5min内，气室压力不应下降。
    对于阀门部分而言，要进行耐压强度试验、填料函及其它连接处的密封性试验。实验介质为室温水，水中可含有防锈剂或水溶油，注意一定要按照调节阀的入口方向输入调节阀的阀体，另一端封闭，使所有在工作中受压力的阀腔同时承受不少于3min的试验压力，不应该有任何泄露。
    费斯托电磁阀的泄露量试验选用清洁水做为试验介质，试验压力为0.35MPa，若阀的允许压差小于0.35MPa时应该为设计文件规定值。试验时，气开式调节阀的气动信号压力应为零；气关式调节阀的信号压力宜为输入信号的上限值加20kPa；切断型调节阀的信号压力应为设计文件规定值。当试验压力为阀的大工作压差时，执行机构的信号压力应为设计文件规定值。
    在测定费斯托电磁阀的额定行程偏差时，要将输入信号加入气动执行机构气室（或定位器），使阀杆走完全程。
    在使用气动费斯托电磁阀前，对其进行压力试验是非常有必要的一项工作。通过气密性试验、执行器耐压强度试验、阀壳体强度试验和密封试验，不但可以确认调节阀的**及质量，同时也为日后在实际的过程中能够正常的工作，发挥其作用，确保企业的正常运转奠定了一个坚实的基础。

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