闪蒸汽蚀
调节阀气蚀与闪蒸的危害分析及对策_郭海侠
第30卷第1期2014年1月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.30No.1Jan.2014调节阀气蚀与闪蒸的危害分析及对策郭海侠（北京石油化工工程有限公司西安分公司，陕西西安710075）摘要：分析了气蚀和闪蒸现象产生的原因，介绍了如何有效防止气蚀产生和减轻闪蒸对阀门造成的损害。
关键词：气蚀；闪蒸；饱和蒸汽压力；气蚀系数；压力恢复系数中图分类号：TH87在调节阀的使用过程中，气蚀［1］和闪蒸［1］是最为常见的流动现象，也是难以避免的现象。
气蚀产生的蒸汽气泡、爆炸现象对阀内件的破坏相当严重，引起调节阀寿命的缩短；闪蒸会对阀芯产生严重的冲刷破坏，使阀芯和阀座密封处损害，阀门的关闭性能严重降低。
气蚀和闪蒸还可能引起噪音，振动。
因此克服调节阀的气蚀和闪蒸，显得尤为重要。
1对调节阀产生气蚀和闪蒸的分析气蚀和闪蒸都是针对于液体介质而言，液体介质在阀芯处节流时，由于静压降低到液体的饱和蒸汽压以下而使液体发生汽化的现象称为空化，介质流过阀座后，如果静压恢复到大于液体的饱和蒸气压时，原先空化的蒸汽又恢复成液体状态，这时汽泡破裂会释放巨大的能量，会引起噪音、振动，导致阀内件损坏，这一现象称为气蚀；如果静压不能恢复到液体的饱和蒸气压，则流出阀体的将会是蒸汽或蒸汽液体混合物，此时会产生严重的冲刷和噪音，这一现象称为闪蒸。
通过图1 3来分别表示流体不产生气蚀、产生气蚀、产生闪蒸时流体在流经阀体内部时的压力变化。
1．1不产生气蚀的压差范围图1表示流体通过阀的时候，由于大于，不会引起沸腾现象，液体仍保持原有状态。
图1正常状态P1———阀的入口压力，P2———阀的出口压力，Pv———阀入口温度下的液体饱和蒸汽压力，P c———液体(热力学)临界压力，P———流体缩流断面的压力．1．2产生气蚀状态的压差范围图2表示降至以下的液体压力，在出口侧又恢复到以上，原先产生的气泡再次破灭。
图2气蚀状态（Pvc＜Pv，P2＞Pv）P1———阀的入口压力，P2———阀的出口压力，Pv———阀入口温度下的液体饱和蒸汽压力，P c———液体(热力学)临界压力，P vc———流体缩流断面的压力．1．3产生闪蒸状态的压差范围图3表示仍在以下徘徊，也未恢复到以上的区域，出口侧出现气液两相的流体，这种现象称为闪蒸，此时阀内处于阻塞流状态，对流量影响极大。
探讨调节阀气蚀和闪蒸的控制
中 图 分 类 号 ：T H 134
文 献 标 志 码 ：A
文 章 编 号 ：2 0 96 -9 02 3（2 0 2 1）0 3 -003 9 -03
前言 1
调 节 阀 是 常 用 的 执 行 器 ，也 是 自 控 系 统 中 的 终 端 控 制 部 件 ，但 在 使 用 过 程 中 ，较 易 出 现 气 蚀 及 闪 蒸 现 象 。 在 气 蚀 的 流 动 中 ，会 渐 渐 地 出 现 一 些 蒸 汽 气 泡 ，与 此 同 时 ，其 产 生 的 爆 炸 会 对 调 节 阀 内 部 产 生 一 定 程 度 的 破 坏 ，造 成 调 节 阀 使 用 寿 命 逐 渐 缩 短 ，而 且 发 生 的 闪 蒸 现 象 不 可 回 避 地 冲 刷 阀 芯 组 件 ，发 生 严 重 的 损 毁 。 这 种 现 象 不 但 会 对 阀 芯 组 件 的 密 封 面 和 阀 座 的 密 封 面 造 成 损 坏 ，更 会 严 重 降 低 阀门的关闭性能及使用性能。
(2) 当介质流过阀芯和阀座形成的颈缩部位时， 通 道 截 面 积 的 改 变 使 得 压 力 回 升 ，功 能 关 系 发 生 转 化，同时受摩擦力影响，流体减速至 V3，压力得以上 升 至 P3，颈 缩 处 压 力 减 小 ，小 于 饱 和 蒸 汽 压 值 ,导 致 饱和蒸汽压的气泡受压破裂转为液体。
闪蒸和气蚀现象的控制 3
图 1 气蚀形成过程中压力与流速的关系
气蚀和闪蒸的危害 2.2
气 蚀 和 闪 蒸 现 象 产 生 时 ，代 表 了 高 速 气 泡 出 现 在 了 流 体 中 ，并 且 在 短 时 间 内 促 使 气 泡 完 成 产 生 与 破 裂 。 在 产 生 过 程 中 ，带 来 的 冲 击 力 是 极 为 巨 大 的 ，甚 至 会 严 重 损 坏 阀 门 及 相 关 的 管 道 ，造 成 较 大 程度的危害。
汽蚀现象与解决方案
汽蚀现象与解决方案一、引言汽蚀是指在液体流动中，由于液体的蒸汽泡在流动中蓦地破裂，造成局部真空和冲击波，从而导致金属表面的严重破坏的现象。
汽蚀现象在许多工业领域中都存在，如航空、航天、石油化工、能源等。
本文将详细介绍汽蚀现象的原因及其解决方案。
二、汽蚀现象的原因1. 流体动力条件：当液体流速过高时，会产生较大的动压力，使液体蒸发速度加快，从而导致汽蚀现象的发生。
2. 液体性质：液体的沸点和饱和蒸汽压是影响汽蚀的重要因素。
液体的沸点越低，饱和蒸汽压越高，汽蚀现象越容易发生。
3. 流体中的气体含量：当液体中含有大量气体时，气体味在流动过程中析出，形成气泡，进而引起汽蚀。
4. 流体中的杂质：流体中的杂质会降低液体的沸点，增加液体的饱和蒸汽压，从而增加汽蚀的风险。
5. 流动条件：管道的形状、长度、直径等因素都会影响流体的流动状态，进而影响汽蚀现象的发生。
三、汽蚀现象的解决方案1. 降低液体流速：通过减小管道截面、增加管道长度、增加管道弯曲等方式，降低液体流速，从而减少汽蚀的风险。
2. 优化液体性质：选择沸点较高、饱和蒸汽压较低的液体，可以有效降低汽蚀的发生概率。
3. 减少流体中的气体含量：通过适当增加液体的压力，减少液体中的气体含量，可以有效预防汽蚀现象。
4. 滤除流体中的杂质：使用滤网或者其他过滤器，可以有效去除流体中的杂质，降低液体的饱和蒸汽压，从而减少汽蚀的风险。
5. 优化流动条件：合理设计管道的形状、长度、直径等参数，以减少流体的湍流和压力损失，从而降低汽蚀的发生。
四、汽蚀现象的实例分析以石油化工行业为例，炼油装置中的蒸馏塔是汽蚀现象的高发区。
在蒸馏塔中，由于液体流速较高、液体中含有大量气体和杂质，以及流动条件不佳等因素，容易引起汽蚀现象。
为解决这一问题，可以采取以下措施：1. 优化塔板结构：合理设计塔板的孔径和孔板的间距，以减小液体流速，降低汽蚀的风险。
2. 提高液体压力：通过增加塔底的液体压力，减少液体中的气体含量，从而预防汽蚀的发生。
调节阀的闪蒸和气蚀
调节阀的闪蒸和气蚀调节阀作为过程控制系统中的终端部件，是最常用的一种执行器。
在调节阀内流动的液体出现闪蒸和气蚀两种现象。
它们的发生不但影响口径的选择和计算，而且将导致严重的噪声、振动、材质的破坏等。
在这种情况下调节阀的使用寿命缩短，工作可靠性下降，进而引起工艺系统和装置生产率的大幅下降。
因此在应用调节阀时必须引起重视，做到正确选择，合理使用。
1 闪蒸和气蚀正常情况下，作为液体状态的介质，流入、流经、流出调节阀时均保持流液态，其压力变化曲线如图1中(1)所示。
闪蒸作为液体状态的介质，流入调节阀时是液态，在流经调节阀中，液态介质变成气态介质，并的缩流处时流体的压力低于气化压力Pvapor且它的压力不会再回复到气化压力之上，流出调节阀时介质一直保持气态。
其压力曲线如图1中的(2)所示。
闪蒸就象一种喷沙现象，它作用在阀体和管线的下游部分，给调节阀和管道的内表面造成严重的冲蚀，同时也降低了调节阀的流通能力。
气蚀作为液体状态的介质，流入调节阀时是液态，在流经调节阀中的缩流处时流体的压力低于气化的压力，液态介质变成气态介质，随后它的压力又恢复到气化压力Pvapor之上，最后在流出调节阀前介质又变成液态。
其压力变化曲线如图1中(3)所示。
可以根据一些现象来初步判断气蚀的存在。
当气蚀开始时它会发出一种嘶嘶声，当气蚀发展完全稳定时，调节阀中会发出嘎嘎的声音，就象有碎石在流过调节阀时发出的声响。
气蚀对调节阀内件的损害也是很大的，同时它也降低了调节阀的流通效能，就象闪蒸一样。
因此，我们必须采取有效的措施来防止或者最大限度地减少闪蒸或气蚀的发生。
尽量将调节阀安装在系统的最低位置处，这样可以相对提高调节阀入口P1和出口P2的压力，如图2所示。
在调节阀的上游或下游要装一个截止阀或者节流孔板来改变调节阀原有的安装压降特性，这种方法一般对于小流量情况比较有效，如图3所示。
选用专门的反气蚀内件也可以有效地防止闪蒸或气蚀，它可以改变流体在调节阀内的流速变化，从而增加了内部压力。
调节阀汽蚀和闪蒸的危害及应对方法研究
86一、汽蚀和闪蒸的危害在成品油输送管道的工作过程中，调节阀主要是对管道的压力和流量大小进行有效的调节，当阀门进出口的压力和调节阀内部压力达到饱和的气压状态下，调节阀可以保证正常工作和运行，当调节阀的进口压力值超过了介质内部的饱和气压，那么调节阀内部环境的出口压力大小会低于介质饱和气压，此时会产生调节阀的闪蒸问题。
当调节阀进出口的压力高于介质饱和蒸汽压的大小时，但是调节阀的腔内压力低于饱和蒸汽压力，此时调节阀会产生汽蚀现象。
当调节阀出现了汽蚀和闪蒸问题之后，调节阀会出现堵塞问题，大量的气体会聚集在调节阀的出口区域降低了介质的流量，同时还会造成阀门出现堵塞等问题。
调节阀如果产生汽蚀和闪蒸问题，对整个输油管道的影响非常明显，主要表现在以下几个方面：首先，对调节阀和管道会形成直接影响成品油会形成大量的气泡，同时管道内部由于碰撞阀门的压力不断变化，会出现破损或者是剧烈撞击管道等严重问题，对阀门和管道所产生的影响非常明显。
因为，反复冲击的作用会造成内部构件破坏，阀门的调节功能无法发挥出来甚至会造成失效问题，阀门管道的振动幅度较大很容易造成管道焊缝开裂。
其次，对输油工作所产生的影响，主要表现在会产生阻塞流，降低调节阀和管道的流通面积，进而降低了油品的流量大小。
当调节阀的下游设备比如消气设备、流量设备等距离调节阀较近的情况下，调节阀的汽蚀和闪蒸问题会影响到设备的正常工作和使用，尤其是在调节阀的出口管道区域聚集大量的气体调节阀，下游的消气设备无法及时排除蒸汽，大量的气体直接涌入到流量计之后，会给流量计的计数精确度产生严重的影响。
再次，会产生巨大的噪音影响问题。
当调节阀产生汽蚀或者闪蒸问题时，初期的调节阀和相关的附属构件会出现一定的噪音声响，严重的情况下管道内部会存在较大的异常声响，像石头撞击管道一样的冲击噪音。
压力指针会在巨大的撞击下受到严重的影响。
当油品在闪蒸状态下会形成水体，对阀门内部的构件产生一定的腐蚀，问题当油品当中含有氯离子的情况下，产生凝结水和氯离子之间的相互作用会加大该部件的腐蚀速率，在长时间的使用过程中会直接造成阀门的损坏，影响到了调节气阀的使用周期。
控制阀流量特性分析及闪蒸、汽蚀预防探讨
第23卷第2期2008年6月河北工业大学成人教育学院学报J oum al of A d ul t Educat i∞s ch00l of H ebei U ni ver s时of T e chnol ogyV ol-23N o．2Jun．2008控制阀流量特性分析及闪蒸、汽蚀预防探讨殷国军1’殷锐2秦莉1l．天津市成套设备工程监理有限公司天津300384；2．国家发展银行天津分行天津30006l摘要：本文首先整体综合地介绍了控制阀的基本知识，并且就控制阀的一个重要特性——流量特性进行了深入剖析。
本文还就控制阀经常出现的两个主要问题——闪蒸和汽蚀，探讨了其产生的原因及应对措施。
文章的最后简要阐述了控制阀附件中最为重要的阀门定位器的作用及其分类。
关键词：控制阀；流量特性；闪蒸；汽蚀中图分类号：T B492文献标识码：A文章编号：1008—911X(2008)02一0036—04A n A nal ys i s of t he C ont r ol V a l ue’s Fl owC har a ct e r i st i c and I t’s Pr event i on T r eat m ent sf or t he Fl ashi ng and t he C aV i t at i onY i n G uo-j unl Y i n R I I i2Q i l l L i l(1．Ti删i n co唧I ek Eq ui p m ent E ngi n∞r i呜Super vi si on A n d M肌鸳em eⅡt Co．L坩，酬i n300384，Chi】咂；2．C M m DeVel op嗍t B a I ll【，Ti anj i n300061。
C M啮)A bs t r acl：T hi s p印er fi rs t l y舀V e s a br i ef oveⅣi ew of t he bas i c know kdge of eont rol val ve，and t hengi V e s a com pr ehens i V e anal ysi s of t he now char a ct er i st i c f or cont rol V al V e．T w o i m po nant ph enom e-non——nashi ng and ca vi t a t i on of connIol val V e ar e aL l so i l l ust r at ed i n t hi s pap er and t he a ut hor i nves-t i ga t es t he r ea s o n f or t hes e phenom e nons and gi ve s t he sol ut i on t o sol ve or pr eve nt t he pm b l em．A t t he end of出i s p印er t her e i s a br i e f i nt roduct i on of t he cont m l val ve posi t i one r w hi ch i s t he m ost i m—port ant a c ce s sor y f or cont r D l V al V e．K9y w or d：cont I D l val ve；now c ha ra ct e ri st i c；nas hi ng；c avi t a t i on阀门是专门设计成的机械器件用以直流、启动、停止、混合或调解工艺流体的流量、压力或温度。
闪蒸和汽蚀 _don
闪蒸和汽蚀。
独家摘要主题：虽然闪蒸和汽蚀是经常被一同讨论的，可是他们却因为产生的原因不同而有很大区别。
但两者均可对阀门和相关设备造成不可估量的损坏。
主要概念观点：●主要的区别●每个工况条件是如何产生的●防范阀门受损的措施如何解决不同的对策有助于组织或消除两者的产生。
同时也可以使用组合对策。
下面的有些问题好像互不相关，但是他们全部包含在以下经常容易误解的现象中，那就是闪蒸冲刷和汽蚀。
想象一下：●清澈透明，相对干净的水是如何冲坏阀门的呢？●为什么在丹佛做白煮蛋要比洛杉矶时间长？●为什么用手掐住水管，水会喷的更远？●如何让液化汽罐烧烤用的更久？●水泵泵不出水时听到的噪音是什么响声？●可以预防闪蒸冲刷和汽蚀吗？如果不能，如何才能减少它对阀门的损坏呢？闪蒸冲刷和汽蚀是对阀门产生严重损坏的潜在因素，也是第一个问题（清水、或是没有任何腐蚀性固体颗粒流过阀门时）的答案。
图1，左侧是一个导向型阀杆的未腐蚀前的情形，右侧是同一阀头被闪蒸严重冲刷腐蚀后的情形。
请注意，右边的阀头是如何呈现出光亮和槽道的，以及阀头局部的密封斜面是如何完全消失的。
（这里，该圆锥面是关阀的密封面）从这些照片上可以明显的看到干净的流体发生的闪蒸冲刷可以如此严重地损坏阀头。
图2，是一组被汽蚀损坏的阀头和阀腔。
这里也请注意非常明显的区别和不同：这个阀头却是暗黑和有坑洼凹状的（比如阀头和阀腔表面看上去像火山石般黑灰有坑洼。
）以上这些照片显示汽蚀和闪蒸冲刷对阀门产生的损坏外观是非常不同的。
但是造成的不良结果却是相同的：不能节流控制以及切断阀门。
这两种类型的破坏是两种有关联的但非常不同的过程。
流程压力和汽化压力我们先从了解“闪蒸冲刷”和“汽蚀”开始这里我们开始研究“闪蒸冲刷”和“汽蚀”概念的真实意义，从而理解两者的区别。
为此，我们首先要搞清楚另外一个概念“汽化压力”。
流体的汽化压力（以下以Pv来表述）是指在某个特定压力下，某种流体将发生热力学相变的过程从而转化成蒸汽。
深度学习了解闪蒸、空化（汽蚀）的定义和内容
深度学习了解闪蒸、空化（汽蚀）的定义和内容闪蒸现象：闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。
形成原因：当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。
再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。
水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。
在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。
然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。
压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。
压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。
实际情况：闪蒸在管道系统中出现，容易对阀门产生汽蚀损坏，可以选择反汽蚀高压阀，其特点是多次节流分摊压差，也可以选用耐汽蚀冲刷材料。
闪蒸也可以作为能源，被利用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。
空化当纯液体通过控制阀节流后，如果流动液体的静压降低到低于该液体的饱和蒸汽压时，可能出现空化。
此时，液体流动的连续性因部分液体气化形成气泡被打破了。
由于控制阀都会表现某一压力恢复的特性，最终的下游压力通常高于节流孔喉口的静压。
当下游压力高于流体的饱和蒸汽压时，蒸汽气泡溃裂回复为液体。
这一两级转化的过程被称为空化。
噪音：噪音是由于阀门前后压差过大而产生的，也和气蚀空化闪蒸等有关，所以危害特别大，要特别注意，噪音一般要求不大于85分贝1 概述在很多有水力机械的地方,经常可以看到调节阀、减压阀等节流阀的阀瓣和阀座等零件内部产生磨痕、深沟及凹坑,这些大多是由汽蚀引起的。
汽蚀是一种水力流动现象,这种现象既能引起调节阀流通能力kV 减小,又能产生噪音、振动及对设备的损害,进而严重影响阀门的使用性能和寿命。
因此控制和降低调节阀受汽蚀的影响是阀门设计和使用时要考虑的问题之一。
2 汽蚀和闪蒸汽蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生的一种破坏形式,分为闪蒸和空化两个阶段。
调节阀的汔蚀和闪蒸破坏及其防止
１ 出现 蚀 和 闪蒸 的原 因分 析 １ １ 流 体 在调 节 阀 中 的流动 过 程 ．
液 体在 调 节 阀 的 流 道 中 的 流 动 过 程 是 极 其 复 杂
的， 根据 连 续性 方程 ：
压 力
ｕ ｐ＝常 数 Ａ
式 中 ｕ —— 截 面 平 均流 速 ， ／； ｍｓ Ａ — 流 道 截面 积 ， ２ — ｒ； ｎ
要 讨 论 的是 对 管路 流 量 调 节过 大 、 送 流 体 温度 过 高 ， 输 可 能会 产 生 的汽蚀 和 闪蒸 现象 以及其 对 调节 阀 的破 坏
及 防止 方法 。
后 的相 当长 的距 离 内 ， 体一 直 处 于稳 定 流 动 ， 液 同时 不 考虑 液 体 的位 能及 节 流 前 后 的 温 度 变 化 ， 根 据 连 续 则
Ｕ 、２ — 入 口流 速 及 出 口流 量 。ｕ—
忽 略 管道 进 出 口流体 的 位 置 标 高 差 别 ， 如果 通 过 截 面 时 的流 速增 大 ， 意 味 着断 面 的压 力 将下 降 ， 则 当流体 的 压 力 下 降 到该 温 度下 的饱 和压 力 Ｐ 时 ， 体将 出现 汽 ｖ 液
压 力能 ） 当该 处 的液 体压 力 大 于 当时液 体 温 度下 的饱 ，
和 压 力时 ， 汽 泡破 裂 （ 聚 ） 而 汽蚀 正 是 由于这 些 汽 则 凝 ， 泡 的反 复 破 裂所 引 起 的 。 当 汽 泡 破 裂 时 ， 围液 体 即 周
迅 速地 填 充 破裂 汽泡 的 空 间 ， 冲入 的 流体 形 成 高速 而
生汽蚀 和 闪蒸 的机 理将 显 得更 加 重 要 。
要 的作 用 。它们 有 多种 结 构 形 式 ， 别 适 用 于不 同场 分 合 。其 主要 作用 即用 于 调 节 流 量 ， 以保 证 设 备 的稳 定 运 行 。它们 有操 作 简 单 、 便 ， 于 控 制 等 特 点 ， 受 方 易 故 到广泛 的应 用 。但 也 有 消 耗 能 量 过 大 、 门元 件 易损 阀
气蚀和闪蒸定义
气蚀就是空化作用对阀芯阀座等的侵蚀。
闪蒸是液体流过阀体后,静压降低到饱和蒸汽压时,部分液体汽化后,形成气液两项的现象。
空化是液体流过阀体后,静压降低到饱和蒸汽压时,部分液体汽化后,形成气泡后又恢复成液体的现象。
气蚀是空化作用对材料的侵蚀。
前者是液变气；后者是液变气，再变液。
液体流过调节阀时，在节流口流速急剧上升，由能量守恒定律可知，速度上升，压力必然下降，若此时压力下降到低于液体在该温度下的饱和蒸汽压Pv时，便会气化，分解出气体，形成汽液两相流动，这种现象叫闪蒸。
节流后，速度下降，压力回升，当压力超过Pv值后，不再继续气化，同时液体中的气泡将还原为液体。
在流体力学中可以证明，此时气泡内的压力趋近于无穷大，它迫使气泡破裂，并形成强大的压力冲击波，这种现象为空化。
闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。
闪蒸主要应用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。
蒸发的特点：①在任何温度下，蒸发都能发生,②蒸发只在液体的表面发生.无论温度的高低，液体总会蒸发。
液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。
把这种产生气泡的现象称为汽蚀。
汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。
气蚀是一种两阶段现象，第一阶段是在液体中形成空腔；第二阶段是这些空腔挤压破裂而恢复成为全部的液体状态。
有些关于气蚀的定义仅仅限于空腔的形成，但是，从调节阀的观点来看，这似乎是不实际的定义，因为气蚀的最大影响和大多数的气蚀现象都是与空腔的破裂有直接的关系，而不是空腔的形成。
许多研究者在理论上已经对气蚀做了鉴别和确定分为两种类型：即气体的和蒸气的。
虽然严格分析这两种类型气蚀的区别超出了这个课题讨论的范围，据目前的了解，这两种类型的气蚀在开始时都要有一些含核的媒介物存在。
这些非常微小的核，包含有蒸气或溶解的气体，也许这两者也都包含了，将在液体中扩大为细小的空腔。
浅析汽蚀产生的原因和解决方法
浅析汽蚀产生的原因和解决方法1 概述调节阀是石油、化工、电站、长输管线、造纸等流体输送系统中的控制部件，具有调节控制流体的功能。
当流体经过调节阀时，具有一定的压差(P1-P2)，如果阀门上的压差大于最大允许计算压力降△Pmax，那么就会产生闪蒸或汽蚀，也会引起对阀门或相邻管道结构上的损坏。
在阀门选型或设计中，考虑避免气蚀现象，成为延长阀门使用寿命的一种方法。
2 气蚀现象产生的原因当流体介质经过阀座口的最大缩颈处，为了维持流体稳定地流过阀门，流速此时是最大的。
流速增加即动能增加伴随着缩流断面处压力即势能的降低。
再往下游，流体进入更大的区域，流速降低，压力增大。
虽然阀门有一定的恢复特性，但下游压力不会恢复到与阀门上游相等的压力，阀门两边产生了压差△P，即流体经过阀门的能耗。
此压差与汽蚀产生的有关。
如果缩流断面处的压力降到液体的蒸汽压力以下，在流体中就会形成气泡；随着缩流断面处的压力进一步降低，气泡就会大量形成。
如果流体在阀门的出口压力没有恢复到液体的蒸汽压力Pv，气泡将保持在阀门的下游，对阀芯会产生严重的冲刷破坏，最严重的地方是在流速最高处，通常在阀芯和阀座环的接触线上。
如果下游压力恢复到高于液体的蒸汽压力，气泡会破裂，从而产生汽蚀留下一个类似于煤渣的粗糙表面。
3 汽蚀的危害蒸汽气泡破裂释放出能量，并产生噪音。
如果气泡在接近阀门内表面处破裂，释放的能量会撕裂材料，使材料表面受到损坏，机械性能降低，短期可将阀芯摧毁。
4 汽蚀工况阀门选型4.1 通过控制压力降来消除汽蚀从而防止破坏如果控制阀门的压力降不低于蒸汽压力，那么蒸汽气泡就不会形成，没有蒸汽泡的破裂，就不会产生汽蚀。
为了控制压力降，消除汽蚀，通常采用多级降压阀芯。
把通过阀门的压力降分解成多个较小的压力降，而且保证每一个较小的压力降都确保其缩流断面处的压力大于蒸汽压力。
如德国LDM公司生产的多级减压阀芯。
多级减压技术使减压效果更明显突出，每级减压最大可达到5Mpa，通过控制压力降来消除汽蚀。
在气蚀和闪蒸场合下调节阀选用的研究.doc
在气蚀和闪蒸场合下调节阀选用的研究在一个完全不含有气体或蒸汽的液流中，经常会遇到两种现象，即气蚀和闪蒸（有些资料把气蚀称为空化）。
这种现象对于任何调节阀的综合性讨论都有重要的意义。
因为，这种现象的产生将影响到阀门大小的计算方法，可能引起噪音和振动，以及可能缩短调节阀零件和邻近的下游管线的使用寿命。
虽然，气蚀和闪蒸的定义之间有相似之处，但也有重要的差别。
1 气蚀和闪蒸的定义及产生条件气蚀是一种两阶段的现象，第一阶段是在液体中形成空腔（气泡）；第二阶段是这些空腔挤压破裂而恢复成为全部的液体状态。
有些关于气蚀的定义仅仅限于空腔的形成，但是从调节阀的观点来看，这似乎是不实际的定义。
因为，气蚀的最大影响和大多数的气蚀现象都是与空腔的破裂有直接的关系，而不是空腔的形成。
而闪蒸则是在气蚀的第一阶段形成的气泡（空腔）一直持续到通常发生破裂的下游，这个过程称为闪蒸。
下面通过讨论孔板的工作情况来说明这一问题（可以把孔板模拟为一个有一定开度的调节阀）。
如图1所示，当压力为P1的液体流经节流孔时，流速突然急剧增加，而静压力骤然下降，当孔后压力P2达到或者低于该液体所在情况下的饱和蒸汽压时，部分液体产生气化，形成气液两相共存的现象，在液体中产生空腔，这就是气蚀的第一个阶段。
从离开缩流孔的下游开始，液体磨擦引起流体减速，其结果使流体截面和压力都增加，这种速度与压力头之间的能量反向转换称之为“压力恢复”。
由于在缩流处减少到蒸气压所形成的气泡在压力增加的下游不可能存在，就会挤压破裂而恢复形成液体状态。
至此，气蚀过程完成。
如果下游配管系统的压力正好相当于或小于入口的蒸汽压，继续流入下游流体的蒸汽百分比会不断增加，流体速度持续增长其结果将产生闪蒸而不是气蚀[1]。
那么在调节阀中发生气蚀和闪蒸的条件是什么?1.1 对于气蚀（1）入口和出口的流体必须全都是液体，即在调节阀的配管上游和下游附近没有蒸气存在。
（2）在入口，液体必须是一种过冷状态，显然在入口，如果这种流体全都是液体，而且又是饱和状态，发生在阀上的任何压力降都将引起在下游位置产生蒸汽。
调节阀闪蒸和气蚀现象及防护措施
调节阀闪蒸和气蚀现象及防护措施秦猛【摘要】Analysis of the causes , impact and harm of flash and cavitation , introduces the method to prevent effeetively flash and cavitation of control valve in using .%分析了闪蒸和气蚀产生的原因，带来的影响和危害，介绍了调节阀使用过程中有效防止闪蒸和汽蚀影响的方法。
【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P59-61,65)【关键词】调节阀;闪蒸;气蚀;蒸汽压力;阻塞流【作者】秦猛【作者单位】中国石化塔河炼化有限责任公司，新疆库车842000【正文语种】中文【中图分类】TP2140 引言调节阀是自控系统中的终端现场调节仪表。
它安装在工艺管道上，调节介质的流量，按设定要求控制工艺参数。
调节阀直接接触高温、高压、深冷、腐蚀等工艺流体介质，因而是最容易被腐蚀、冲蚀、气蚀、老化、损坏的仪表，往往给生产过程的控制造成困难。
尤其是在液体工况下，如果调节阀上的压差ΔP(P1－P2)大于最大允许计算压力降ΔPmax，那么就会产生闪蒸或气蚀，这种现象会引起调节阀或相邻管道结构上的损坏，同时还可能引起整个系统的振动和噪音，严重影响调节阀的使用寿命和整个自控系统的精确性，给装置生产带来极大的隐患。
1 阻塞流引起闪蒸和气蚀闪蒸和气蚀是一个物理现象名词，因为它描述了流体介质在形式上的实际变化。
这种变化是从液态变为气态，由于通常是在阀座口的最大流道缩径处或其下游的流体速度的增加而引起的。
随着流体通过缩径，流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩径的下游被称为缩流断面处，如图1所示。
为维持流体稳定地流过调节阀，在截面最小的缩流断面处，流速是最大的。
流速(或动能)的增加伴随着缩流断面处压力(或势能)大大的降低。
遇见调节阀出现闪蒸和空化怎么办？
雷力阀门遇见阀门闪蒸和空化怎么办？经常可以看到调节阀、减压阀等节流阀的阀瓣和阀座等零件内部产生磨痕、深沟及凹坑，这些大多是由汽蚀引起的。
汽蚀是材料在液体的压力和温度达到临界值时产生的一种破坏形式，分为闪蒸和空化两个阶段。
闪蒸是一种非常快速的转变过程，当流体流经调节阀时，由于阀座和阀瓣形成局部收缩的流通面积，产生局部阻力，使流体的压力和速度发生变化。
当压力为P1 的流体流经节流孔时，流速突然急剧增加，静压骤然下降，当孔后压力P2 在达到该流体所在情况下的饱和蒸汽压力Pv 前，部分流体汽化成气体，产生气泡，形成气液两相共存现象，称为闪蒸阶段，可见它是一种系统现象。
调节阀不能避免闪蒸的产生，除非系统条件改变。
而当阀门中液体的下游压力又升回来，且高于饱和压力时，升高的压力压缩气泡，使之突然破裂，称为空化阶段。
在空化过程中饱和气泡不再存在，而是迅速爆破变回液态。
由于气泡的体积大多比相同的液体体积大。
所以说，气泡的爆破是从大体积向小体积的转变。
汽蚀过程中气泡破裂时所有的能量集中在破裂点上，产生几千牛顿的冲击力，冲击波的压力高达2 ×103 MPa ，大大超过了大部分金属材料的疲劳破坏极限。
同时，局部温度高达几千摄氏度，这些过热点引起的热应力是产生汽蚀破坏作用的主要因素。
闪蒸产生侵蚀破坏作用，在零件表面形成光滑的磨痕。
如同砂子喷在零件表面一样，将零件表层撕裂，形成粗糙的渣孔般的外表面。
在高压差恶劣条件下，极硬的阀瓣和阀座也会在很短时间内遭到破坏，发生泄漏，影响阀门的使用性能。
同时汽蚀过程中，空化时气泡破裂释放出巨大的能量，引起内部零件的振动，产生高达10 kHz 的噪声，气泡越多，噪声越严重。
调节阀里的闪蒸是不能预防的，所能做到的就是防止闪蒸的破坏。
在调节阀设计中影响着闪蒸破坏的因素主要有阀门结构、材料性能和系统设计。
对于空化破坏，可以采用曲折路径、多级减压和多孔节流的阀门结构形式予以防止。
1）阀门结构虽然阀门结构与产生闪蒸无关，但是却能抑制闪蒸的破坏。
调节阀闪蒸和气蚀现象及其解决办法
调节阀闪蒸和气蚀现象的危害及其对策1．闪蒸和气蚀现象的产生原因及其危害在调节阀液体工况条件下，按流动工况判别式，如果阀门的实际压差P1-P2≥F L2（P1-F F P V）时，就会产生阻塞流。
阻塞流是当阀门内的静态压力降至液体的饱和蒸汽压时由于液体的汽化引起的，阻塞流的产生必然产生闪蒸和气蚀现象。
1.1 闪蒸：当液体流体通过节流缩径处时，流束会变细或收缩，流速会增加，压力会下降。
通过节流处后，随着阀腔增大，流速会下降，压力会增加，但不会恢复到阀前压力，实际压差△P就是节流时损失的能量。
节流缩径处的压力降到液体的饱和蒸汽压，气泡就会在流束中形成，如果阀后压力仍低于液体的饱和蒸汽压，气泡将保持在阀后，这种现象就叫“闪蒸”。
闪蒸会对阀门的阀芯产生严重的冲刷破坏，使阀芯和阀座接触处及附近像被平滑地磨掉一层一样，阀门的关闭性能随之严重降低，因达不到系统要求而损坏报废。
1.2 气蚀：在阻塞流条件下，如果阀后压力恢复到高于液体的饱和蒸汽,气泡就会破裂或爆炸，这种现象就叫气蚀。
气蚀产生的蒸汽气泡破裂、爆炸现象释放出很大的能量，并产生噪声。
当气泡在节流件附近破裂、爆炸时，会使节流件产生粗糙的的破坏表面，并有可能在阀后一段距离内使下游管道遭受同样的破坏。
2. 闪蒸和气蚀的预防对策闪蒸和气蚀现象的产生是由于系统工况而不是阀门引起的，因此，解决闪蒸和气蚀的办法不单是阀门制造商的事情。
阀门制造商所能做的就是：增加阀门抵抗闪蒸和气蚀破坏的能力，包括阀型的选择和阀内件材料的选择、处理。
2.1 闪蒸工况下的阀门选择a. 选择角形阀、偏心旋转阀、V形球阀等流通性好、流阻小的阀门；b. 扩大节流缩径后的阀后容腔，降低流速，也即降低冲刷速度和冲刷能量；c. 选择尽可能硬度高、耐磨损的阀芯阀座材料，包括硬化处理。
2.2 气蚀工况下的阀门选择及防止气蚀的工艺措施a. 选择多级压降结构的阀门或串联阀门（相当于多级压降），使每一级阀后压降变小，确保其节流缩径处的压力都不低于液体的饱和蒸汽压，从而不会产生形成气蚀的气泡。
V8020
损坏而选用两台控制阀来做分程控 制。 介质通 过控 制 阀截 面最 小的节 流 口时流 速是最 大 的 。流速 （ 或动能 ）的增加伴随着压力 （ 或势能 ）的大 幅 降低 。当流体压 力低于本身 的饱和蒸汽压时 ，气泡就 会在介 质中形 成。闪蒸 ：如果介 质通过节流 口 后 ，自身
滑板式控制阀就是这样一种能满足多种工况条件的控制 阀产品 ，以下 介绍 它在各行 业 中常见的 蒸汽 工况 的应
用。
入 口流速
入 口压 力
二 汽蚀与闪蒸
蒸汽介 质在 管道 中往往 或 多或少地 都存 在着 汽 、 液两相 的状态特 点，在流 经各类阀 门前后更是那样 ，汽 液两相状态 的存在会产生水击 、汽蚀和 闪蒸的现象 。因
要】针对蒸汽工况下控制阀易产生水击、
压 力仍低于饱和蒸汽压 力，气泡将保 留在节流 Ｉ Ｚ ｌ 后的流 束中 ，称之为 闪蒸 。汽蚀 ：如果介质通过节流 口后 ，压
汽蚀和 闪蒸的现 象，阐述 了滑板 式控制 阀在 蒸汽工况 中
应 用 的优 势 。
力恢 复到 高于介 质的饱和蒸汽压力 ，气泡会破裂或 向内 爆炸 ，气泡破裂释放 出能量 ，并产生一种类似石子流过 阀门的噪声 ，如果气泡在接近 阀内件 的固体表面破 裂， 释放的能量会慢慢撕裂材料 ， 形 成类似于煤渣 的粗 燥表
【 关键 词 ｌ 蒸 汽 汽 蚀 闪 蒸 控 制 阀 滑 板
阀 泄 漏
一
前言
面 ，从而产生汽蚀。闪蒸及 汽蚀 的产生如 图１ 所示 。
控 制阀 随着 自动化控 制 系统被越 来越 多 的企业所 采用 ，因而对控制阀也提出了既要适 用面宽又要控 制稳
定的要求。上海源冠自控设备有限公司的专利设计产品
汽蚀现象与解决方案
汽蚀现象与解决方案简介：汽蚀是一种在液体中产生气泡或气蚀现象的物理现象。
当液体中的压力下降到饱和蒸汽压以下时，液体中的气体会迅速汽化形成气泡，随后气泡会在高压区域瞬间坍塌，产生巨大的冲击波和高温，对设备和管道造成严重损坏。
本文将详细介绍汽蚀现象的原因、表现以及解决方案。
一、汽蚀现象的原因：1. 流体速度过高：当流体在管道中流速过快时，液体的压力会下降，从而导致汽蚀现象的发生。
2. 流体温度过高：高温液体中的饱和蒸汽压较低，容易形成气泡，增加了汽蚀的风险。
3. 流体中含有气体：液体中的气体含量过高会增加气泡的形成概率，从而加剧汽蚀现象。
4. 流体中含有颗粒物：颗粒物会增加流体的摩擦阻力，使流体速度增加，从而增加汽蚀的风险。
二、汽蚀现象的表现：1. 噪音：汽蚀现象会产生噪音，通常为高频声音，类似于水流的冲击声。
2. 液体振荡：汽蚀会引起液体的振荡，使液位不稳定，甚至出现波动。
3. 设备损坏：长期汽蚀会导致设备和管道的损坏，如腐蚀、磨损、疲劳等。
4. 流量减小：汽蚀会导致流体的流量减小，影响设备的正常运行。
三、汽蚀现象的解决方案：1. 优化管道设计：合理选择管道材料、管径和流速，避免流体速度过高。
2. 控制流体温度：通过降低流体温度，减少饱和蒸汽压，降低汽蚀的风险。
3. 减少气体含量：通过适当的排气和除气装置，减少流体中的气体含量。
4. 过滤颗粒物：使用过滤器或其他颗粒物分离设备，减少流体中的颗粒物含量。
5. 使用抗蚀材料：选择抗蚀性能好的材料制作设备和管道，降低腐蚀的风险。
6. 定期维护检查：定期对设备和管道进行检查和维护，及时发现和修复问题。
7. 安装减压阀：在管道中适当位置安装减压阀，控制流体的压力，避免压力过低导致汽蚀。
结论：汽蚀是一种常见的液体中气泡或气蚀现象，可能会对设备和管道造成严重损坏。
为了解决汽蚀问题，需要优化管道设计、控制流体温度、减少气体含量、过滤颗粒物、使用抗蚀材料、定期维护检查以及安装减压阀等措施。
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闪蒸(flash distillation)
定义：又叫扩容蒸发，就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。
当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。
再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。
水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。
在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。
然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。
压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。
压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。
汽蚀(Cavitation erosion;Cavitationdamage)
概念：离心泵安装高度提高时，将导致泵内压力降低，泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近。
当此处压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾，所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝。
会使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为汽蚀现象。
危害：汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波，加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐蚀的共同作用，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海绵状逐步脱落；发生汽蚀时，还会发出噪声，进而使泵体震动；同时由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降，于是液体实际流量、出口压力和效率都下降，严重时可导致完全不能输出液体。
液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。
把这种产生气泡的现象称为汽蚀。
汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。
这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。
在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。
在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。
水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。
离心泵运转时，液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降，在叶片入口附近的K点上，液体压力pK最低。
此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。
当叶轮叶片入口附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时，液体就汽化。
同时，使溶解在液体内的气体逸出。
它们形成许多汽泡。
当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。
这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。
其撞击频率很高(有的可达2000～3000Hz)，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。
如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。
上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。