如何克服MAC電磁閥的氣蝕和閃蒸損害
在MAC電磁閥的使用過(guò)程中，氣蝕與閃蒸是難以避免的現(xiàn)象，尤其在壓差較大的場(chǎng)合。氣蝕和閃蒸會(huì)嚴(yán)重?fù)p害調(diào)節(jié)閥的密封面，造成調(diào)節(jié)閥密封面泄露，甚至喪失調(diào)節(jié)能力。所以，調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)階段就要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。那么，有哪些方法可以避免調(diào)節(jié)閥的氣蝕和閃蒸呢？
1 、從壓力上考慮
MAC電磁閥避免氣蝕的根本方法是不讓閥體部件的使用壓差大于大允許壓差。大允許壓差用ΔPT表示為
MAC電磁閥ΔPT=KC（P1-PV） ， （4）
MAC電磁閥式中P1為閥前壓力（kPa）；KC為氣蝕系數(shù)，KC值因介質(zhì)種類(lèi)、閥芯形狀、閥體結(jié)構(gòu)和流向而不同，口徑越大，KC越小，一般情況下，KC=0.25~0.65。
為了不使閥體部件在氣蝕條件下工作，必須使ΔP<ΔPT，如果因工藝條件的限制必須使ΔP>ΔPT，可以串聯(lián)兩個(gè)以上的閥體部件，使壓差分配在兩個(gè)閥體部件上，使每個(gè)閥體部件的壓差ΔP都小于ΔPT，這樣就可以避免氣蝕。
必須指出，當(dāng)ΔP<2.5MPa時(shí)，即使產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，對(duì)材質(zhì)的破壞也不嚴(yán)重，因此，不需要采用什么特殊措施。如果壓差較高， 就要設(shè)法避免和解決氣蝕問(wèn)題，如對(duì)角形閥采用側(cè)進(jìn)流體，閥芯壽命就比底進(jìn)流體時(shí)長(zhǎng)，因?yàn)楸苊饬嗣芊饷娴闹苯悠茐?。另外，在閥前閥后安裝限流孔也可以吸收一 些壓降。
2、 從材質(zhì)上考慮
MAC電磁閥一般情況下，材料越硬，抗蝕能力越強(qiáng)，但至今仍沒(méi)有找到長(zhǎng)時(shí)間抵抗嚴(yán)重氣蝕作用而不受損害的材料。因此，在有氣蝕作用的情況下，應(yīng)該 考慮到閥芯、閥座易于更換。目前，制造閥芯、閥座的材料從抗氣蝕的角度出發(fā)，國(guó)內(nèi)外使用泛的是司鈦萊合金、硬化工具鋼和鈷鎢合金鋼，特殊的表面要進(jìn)行硬化處理。當(dāng)用司鈦萊合金時(shí)，可在這些不銹鋼基體上進(jìn)行堆焊和噴焊，以形成硬化表面。按不同的使用條件，硬化表面可局限于閥座、閥芯和閥座的封線(xiàn)處，也可 以在整個(gè)表面或閥芯導(dǎo)向處（見(jiàn)圖4）。
3 、從結(jié)構(gòu)上考慮
MAC電磁閥可設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的閥芯、閥座，以避免氣蝕的破壞作用。其基本原理是使高速流體通過(guò)閥芯、閥座時(shí)，每一點(diǎn)都高于在該溫度下的飽和蒸汽壓，或者使液體本身相互碰撞，在流路間導(dǎo)致高速紊流，使閥體部件中液體的動(dòng)能由于磨擦而變?yōu)闊崮?，因此，減少氣泡的形成率。
（1）采用逐降壓原理，把閥體部件總的壓差分成幾個(gè)小壓差，逐降壓，每一都不超過(guò)臨界壓差，如圖5所示。
（2）MAC電磁閥利用液流的多孔節(jié)流原理，減少氣蝕的發(fā)生。這類(lèi)閥體部件的特點(diǎn)是在閥體部件的套筒壁上或閥芯上開(kāi)有許多特殊形狀的孔（圖6）。 當(dāng)液體從各個(gè)小孔噴射進(jìn)去后，在套筒相互碰撞，一方面出于碰撞消耗能量，起到緩沖作用；另一方面，因氣泡的破裂發(fā)生在套筒，這樣，就避免了對(duì)閥芯和套筒的直接破壞。
MAC電磁閥的結(jié)構(gòu)與普通調(diào)節(jié)閥相同，因附帶智能閥門(mén)定位器而使調(diào)節(jié)閥具有智能化功能智能閥門(mén)定位器與普通閥門(mén)定位器的主要區(qū)別如下
1.MAC電磁閥流量特性的實(shí)現(xiàn)方式不同。智能定位器的反饋部分采用線(xiàn)性反饋，所需調(diào)節(jié)閥流量特性是在設(shè)定回路實(shí)現(xiàn)的。普通定位器的反饋部分是不同形狀的凸輪，通過(guò)改變凸輪形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)所需調(diào)節(jié)閥流量特性。詳見(jiàn)5.3節(jié)。
2.MAC電磁閥輸入輸出方式不同。通常，智能閥門(mén)定位器是智能電氣閥門(mén)定位器。與一般電氣閥門(mén)定位器比較，智能電氣閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA或 1～5V電信號(hào)，它需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后作為微處理器的輸入信號(hào)。而一般電氣閥門(mén)定位器輸入信號(hào)雖然是4—20mA或l～5V電信號(hào)，但它不需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換， 可直接送電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁力，實(shí)現(xiàn)力平衡。智能閥門(mén)定位器的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，它通常送壓電閥組，通過(guò)壓電閥組的開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)送調(diào)節(jié)閥膜頭的氣壓，一般電 氣閥門(mén)定位器的輸出信號(hào)是經(jīng)氣動(dòng)放大器放大后的氣信號(hào)。
3.MAC電磁閥采用的控制方式不同。智能閥門(mén)定位器與一般的計(jì)算機(jī)控制裝置類(lèi)似，采用離散控制方式，因此，在采樣間隔內(nèi)，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度不變化。運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)節(jié)閥 開(kāi)度呈現(xiàn)階梯形變化。一般閥門(mén)定位器采用連續(xù)控制方式，因此，整個(gè)控制過(guò)程中，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的變化是連續(xù)的(除了因死區(qū)造成的躍變外)。
4.MAC電磁閥反饋信號(hào)檢測(cè)處理不同。智能閥門(mén)定位器中調(diào)節(jié)閥反饋信號(hào)需經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后送微處理器處理，而一般閥門(mén)定位器反饋信號(hào)直接作為反饋力(力矩)，不需要 經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。一些智能閥門(mén)定位器輸入信號(hào)采用標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，在同一導(dǎo)線(xiàn)還傳輸HART數(shù)字信號(hào)，組成混合信號(hào)的智能閥門(mén)定位器，它不屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 智能閥門(mén)定位器，但仍屬于智能閥門(mén)定位器。
MAC電磁閥采用智能伺服放大器、數(shù)字式操作器、減速機(jī)構(gòu)、閥位檢測(cè)發(fā)送裝置和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等組成。與一般電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要區(qū)別是采用了具有智能功能的伺 服放大器。智能伺服放大器是微小型的計(jì)算機(jī)，它接收標(biāo)準(zhǔn)的模擬電流或電壓信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由微處理器將輸入信號(hào)與設(shè)定信號(hào)比較，并按一定的控制規(guī)律運(yùn)算，輸出信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。與帶智能閥門(mén)定位器的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理類(lèi)似，智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要區(qū)別是采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，因此，輸出信號(hào)送電動(dòng)機(jī)(可以是單相或三相電動(dòng)機(jī))，并經(jīng)減速裝置后改變電動(dòng)閥的開(kāi)度。智能電動(dòng)閥也是采用設(shè)定回路的非線(xiàn)性特性來(lái)補(bǔ)償被控對(duì)象非線(xiàn)性特性 的，因此，避免了反饋回路非線(xiàn)性造成的控制系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。同時(shí)，由于采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性補(bǔ)償，因此，可根據(jù)調(diào)節(jié)閥的壓降比和所需要工作流量特性確定 非線(xiàn)性補(bǔ)償環(huán)節(jié)中各折線(xiàn)點(diǎn)位置。
