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費斯托電磁閥沖蝕**仿真分析與試驗

發布時間:2019-10-12

    費斯托電磁閥沖蝕**仿真分析與試驗
    費斯托電磁閥研等采用有限元體積法研究了固體顆粒對300 MW蒸汽渦輪機上噴嘴的沖蝕作用, 得出了沖蝕的影響因子有沖擊角、質點速度和顆粒直徑等;等做了液體沖蝕引起管壁變薄的研究;D.W.用金剛石來提*節流閥的耐沖蝕**;分別進行了模擬分析和試驗研究。
    1 沖蝕機理分析1) 節流閥材質特點。
    2) 節流閥沖蝕特點。電子顯微鏡觀測下閥體切片, 出現微切削和犁溝;閥芯沖蝕坑兩邊形成凸起的唇片, 并呈波紋漣漪狀。
    3) 沖蝕理論。綜合分析確定, 微切削模型理論、鍛造擠壓理論能揭示巖屑沖蝕節流閥的行為。兩套模型理論并非各自獨立地簡單拼湊, 而是相互補充, 從不同角度、不同的沖蝕階段來闡述節流閥不同位置的沖蝕現象, 進而確立節流閥沖蝕磨損機理。
    根據節流閥沖蝕機理, 確定采用如下沖蝕計算模型
    2 費斯托電磁閥仿真分析與試驗研究對新型筒式節流閥、楔型節流閥、孔板型節流閥在混氣重泥漿條件下分別進行動態模擬試驗, 檢驗3種類型節流閥在實施節流壓井時的可靠性、耐沖蝕性和對井控技術與井控工藝要求的符合性、適應性, 為節流壓井作業提供決策依據。
    1) 新型筒式節流閥。新型筒式閥芯采用圓柱形結構, 閥芯、閥座均為對稱結構, 閥芯、閥座采用碳化鎢合金, HRA92, 可提*抗沖蝕能力, 且可調換方向安裝, 其過流面積與開度如圖1所示。
    2) 楔形節流閥。該閥是為了解決針形節流閥易斷裂而研制的, 閥芯采用楔形結構, 閥芯閥座同樣采用碳化鎢合金, HRA94, 其過流面積與開度如圖2所示。
    a 費斯托電磁閥閥芯b 過流面積開度圖1 新型筒式節流閥閥芯及過流面積-開度示意a 閥芯b 過流面積開度圖2 楔形閥閥芯及過流面積-開度示意3) 孔板式節流閥。閥瓣的流通截面形狀為扇形, 閥瓣分為上、下兩部分。固定下閥瓣, 旋轉上閥瓣, 可以調整流通面積, 實現對流量的控制和調節, 閥芯閥座也采用碳化鎢合金[13,14]、HRA92, 其過流面積與開度如圖3所示。
    a 費斯托電磁閥閥芯b 過流面積開度圖3 孔板式節流閥閥芯及過流面積-開度示意2.1 仿真分析根據3類型閥過流面積與開度示意圖, 在**大過流面積一致的前提下, 針對不同的閥芯位移值 (如表1所示) , 開展了相同條件下新型筒式節流閥、楔形節流閥和孔板節流閥的流場和沖蝕有限元仿真分析。
    費斯托電磁閥閥芯位置及過流面積節流閥類型新型筒式節流閥楔形節流閥孔板節流閥閥芯位置 °對于新型筒式節流閥, 由于圓柱形閥芯具有結構對稱的特點, 其流場較平穩, 過流面為對稱環形, 流體流過節流面時, 流體沖蝕力減弱, 減小了對下游設備的沖蝕, 受力的集中區域為閥芯與閥座節流面小的區域, 閥芯節流面段出現環狀痕跡,
    進行大量的壓力試驗以及對試驗記錄數據的統計和分析，發現有近50％的調節閥存在一定的質量問題。問題主要集中在泄漏量超標、行程超差、閥門強度不合格這三個方面。這就說明在試驗過程中要特別注重這幾個方面。調節閥的壓力試驗主要包括氣密性試驗、執行器耐壓強度試驗、閥殼體強度試驗和密封試驗。
    對于氣動執行器部分而言，應進行耐壓強度試驗。試驗應該在閥門全開的狀態下進行，介質選用潔凈水，試驗壓力應為公稱壓力的1.5倍，所有在工作中承壓的閥腔承受壓力的時間不應小于3min，期間不應該有任何泄露。
    對于執行器的氣室部分而言，應進密性試驗，執行器的氣室應**氣密。應在額定壓力為0.1MPa的氣源下，將潔凈氣體（空氣或氮氣）輸入膜氣室，切斷氣源后5min內，氣室壓力不應下降。
    對于閥門部分而言，要進行耐壓強度試驗、填料函及其它連接處的密封性試驗。實驗介質為室溫水，水中可含有防銹劑或水溶油，注意一定要按照調節閥的入口方向輸入調節閥的閥體，另一端封閉，使所有在工作中受壓力的閥腔同時承受不少于3min的試驗壓力，不應該有任何泄露。
    費斯托電磁閥的泄露量試驗選用清潔水做為試驗介質，試驗壓力為0.35MPa，若閥的允許壓差小于0.35MPa時應該為設計文件規定值。試驗時，氣開式調節閥的氣動信號壓力應為零；氣關式調節閥的信號壓力宜為輸入信號的上限值加20kPa；切斷型調節閥的信號壓力應為設計文件規定值。當試驗壓力為閥的大工作壓差時，執行機構的信號壓力應為設計文件規定值。
    在測定費斯托電磁閥的額定行程偏差時，要將輸入信號加入氣動執行機構氣室（或定位器），使閥桿走完全程。
    在使用氣動費斯托電磁閥前，對其進行壓力試驗是非常有必要的一項工作。通過氣密性試驗、執行器耐壓強度試驗、閥殼體強度試驗和密封試驗，不但可以確認調節閥的**及質量，同時也為日后在實際的過程中能夠正常的工作，發揮其作用，確保企業的正常運轉奠定了一個堅實的基礎。

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