Katup Kontrol Berkedip vs Kavitasi: Apa Bedanya?

Berkedip dan kavitasi adalah dua fenomena fluida umum yang terkait dengan penurunan tekanan pada katup kontrol. Keduanya dapat terjadi ketika cairan melewati katup dan tekanan lokalnya turun hingga atau di bawah tekanan uap cairan.

Karena kedua kondisi tersebut melibatkan gelembung uap, keduanya terkadang tertukar satu sama lain.

Perbedaan utamanya adalah apa yang terjadi pada gelembung-gelembung tersebut setelah cairan meninggalkan katup.

Di dalamberkedip, gelembung uap tetap berada di aliran hilir karena tekanan hilir tetap di bawah tekanan uap cairan.

Di dalamkavitasi, tekanan pulih di atas tekanan uap dan gelembung uap pecah.

1. Apa itu Berkedip?

Flashing terjadi ketika cairan menguap saat melewati katup kontrol dan tetap menguap sebagian di bagian hilir.

Prosesnya dimulai ketika tekanan lokal turun menjadi atau di bawah tekanan uap cairan.

Jika tekanan hilir tetap di bawah tekanan uap, gelembung uap tidak akan pecah.

Sebaliknya, campuran uap-cair terus berlanjut ke hilir.

Aplikasi katup kontrol umumnya dianggap berkedip ketika:

P₂ < Pᵥ

Di mana:

• Hal= tekanan hilir
• hal= tekanan uap cairan

Kilatan cahaya dapat menyebabkan erosi yang signifikan karena campuran uap-cairan berkecepatan tinggi dapat terus menerus berdampak pada permukaan katup dan pipa.

2. Apa itu Kavitasi?

Kavitasi dimulai dengan cara yang sama.

Ketika cairan melewati pembatasan di dalam katup kontrol, kecepatan meningkat dan tekanan lokal menurun.

Jika tekanan pada vena kontrakta mencapai tekanan uap cairan, maka dapat terbentuk gelembung uap.

Perbedaannya terjadi di hilir.

Jika tekanan cairan kembali melebihi tekanan uap, gelembung-gelembung tersebut akan pecah.

Keruntuhan ini melepaskan energi dan dapat menghasilkan:

• Kebisingan
• Getaran
• Mengadu
• Pangkas kerusakan
• Mengurangi kinerja katup

Kerusakan kavitasi sering kali ditandai dengan permukaan yang kasar, berlubang, atau tidak beraturan.

3. Berkedip vs Kavitasi

Perbedaannya terutama bergantung pada hubungan antara keduanyatekanan hilir dan tekanan uap.

4. Mengapa Flashing Menyebabkan Erosi?

Saat flashing terjadi, cairan berubah menjadi campuran cair-uap.

Campuran dapat mencapai kecepatan tinggi melalui dan ke hilir katup.

Berbeda dengan kavitasi, gelembung uap tidak berulang kali jatuh ke permukaan katup karena tekanan hilir tetap berada di bawah tekanan uap.

Oleh karena itu, kekhawatiran utama adalah erosi terus menerus dari aliran dua fase berkecepatan tinggi.

Flashing damage bisa mempunyai dampak yang relatifpenampilan halus dan halus, yang berbeda dari lubang kasar yang umumnya dikaitkan dengan kavitasi.

5. Mengapa Kavitasi Menyebabkan Pitting?

Dalam layanan kavitasi, gelembung uap terbentuk ketika tekanan lokal menjadi cukup rendah.

Saat tekanan pulih di bagian hilir, gelembung-gelembung tersebut runtuh.

Jika keruntuhan terjadi di dekat permukaan logam, energi yang dilepaskan selama keruntuhan gelembung dapat menyebabkan kerusakan lokal.

Keruntuhan yang berulang dapat menghasilkan permukaan yang kasar dan berlubang pada trim katup.

Dalam kasus yang parah, kerusakan dapat meluas hingga ke pipa hilir.

6. Bagaimana Anda Mengidentifikasi Kilatan atau Kavitasi?

Beberapa tanda praktis dapat membantu mengidentifikasi masalahnya.

Kemungkinan Tanda-Tanda Kavitasi

• Suara keras
• Getaran yang kuat
• Trim katup berlubang
• Kegagalan trim yang berulang
• Kontrol yang tidak stabil
• Kerusakan di dekat area pemulihan tekanan

Kemungkinan Tanda-Tanda Berkedip

• Erosi yang terus menerus
• Permukaan rusak yang halus atau dipoles
• Aliran dua fase ke hilir
• Kecepatan hilir yang tinggi
• Erosi pada saluran keluar katup dan pipa hilir

Namun inspeksi visual saja tidak cukup untuk menentukan kondisi aliran secara pasti.

Tekanan proses, suhu, laju aliran dan tekanan uap cairan harus ditinjau.

7. Bagaimana Kavitasi Dapat Dikendalikan?

Karena kavitasi berkaitan dengan pemulihan tekanan dan keruntuhan gelembung, tujuannya adalah untuk mengurangi atau mengendalikan kondisi yang memungkinkan keruntuhan gelembung yang merusak.

Pendekatan yang mungkin dilakukan meliputi:

Pengurangan Tekanan Bertahap

Trim khusus dapat membagi penurunan tekanan menjadi beberapa tahap.

Trim Anti-Kavitasi

Sangkar dan saluran aliran dapat dirancang untuk mengontrol kecepatan dan pemulihan tekanan.

Ukuran Katup yang Tepat

Ukuran yang benar membantu menghindari kecepatan tinggi yang tidak perlu dan penurunan tekanan yang berlebihan.

Pemilihan Katup yang Tepat

Badan katup dan geometri trim dapat berdampak besar pada pemulihan tekanan dan risiko kavitasi.

Misalnya, trim Fisher Cavitrol III dirancang untuk mengurangi tekanan dalam aplikasi kavitasi.

8. Bagaimana Cara Mengurangi Kerusakan Flashing?

Flashing tidak bisa dihilangkan begitu saja dengan mengganti control valve karena ditentukan oleh kondisi proses.

Jika tekanan hilir tetap di bawah tekanan uap cairan, kedipan dapat terjadi.

Oleh karena itu, tujuannya adalah untukmengendalikan erosi yang diakibatkannya.

Pendekatan umum meliputi:

• Pemilihan material yang tahan terhadap erosi
• Mengurangi kecepatan fluida lokal
• Menggunakan geometri katup yang sesuai
• Melindungi permukaan katup yang rentan
• Meningkatkan area aliran hilir
• Memilih desain katup servis berat yang sesuai

Emerson mencatat bahwa flashing adalah kondisi sistem dan merekomendasikan pemilihan geometri katup dan material yang meminimalkan erosi daripada mencoba mencegah flashing itu sendiri.

9. Bisakah Katup yang Sama Digunakan untuk Flashing dan Kavitasi?

Belum tentu.

Kedua kondisi tersebut menciptakan mekanisme kerusakan yang berbeda, sehingga katup harus dipilih sesuai dengan kondisi proses sebenarnya.

Untuk kavitasi, tujuan desain umumnya adalah mengendalikan penurunan tekanan dan mencegah atau mengurangi keruntuhan gelembung yang merusak.

Untuk flashing, tujuan desain lebih terfokus pada pengelolaan aliran dua fase berkecepatan tinggi dan meminimalkan erosi.

Katup kontrol servis parah dapat dirancang untuk kombinasi spesifik kavitasi, kedipan, erosi, penurunan tekanan tinggi, dan kecepatan tinggi.

10. Data Proses Apa yang Dibutuhkan?

Saat mengevaluasi kedipan atau kavitasi, sediakan:

• Nama cairan
• Laju aliran
• Tekanan hulu
• Tekanan hilir
• Suhu pengoperasian
• Tekanan uap
• Kepadatan cairan
• Ukuran pipa
• Ukuran katup
• Jenis katup
• Penurunan tekanan yang diperlukan

Untuk katup yang sudah ada, berikan juga model katup dan informasi trim jika tersedia.

Hal ini memungkinkan pemasok katup untuk mengevaluasi kondisi tekanan sebenarnya daripada mendiagnosis masalah hanya berdasarkan kebisingan atau kerusakan yang terlihat.

Kesimpulan

Flashing dan kavitasi dimulai dari kondisi serupa:tekanan cairan turun cukup rendah untuk membentuk gelembung uap.

Perbedaan utamanya adalah apa yang terjadi setelahnya:

Berkedip:

Bentuk uap → Tekanan hilir tetap di bawah tekanan uap → Uap tetap mengalir

Kavitasi:

Uap terbentuk → Tekanan di bagian hilir pulih → Gelembung uap pecah

Perbedaan ini menyebabkan mekanisme kerusakan yang berbeda.

Flashing terutama terkait dengan erosi akibat aliran uap cair berkecepatan tinggi, sedangkan kavitasi dapat menyebabkan lubang yang parah, kebisingan, dan getaran akibat runtuhnya gelembung uap.

Ukuran katup yang benar, data proses yang akurat, dan pemilihan katup atau trim yang tepat penting untuk kedua kondisi tersebut.

Untuk aplikasi layanan berat, kami dapat menyediakan katup kontrol dan solusi katup khusus dariFisher, Flowserve, Masoneilan, Samson, Koso dan produsen lainnya.

Jika Anda mengalami erosi katup, kebisingan, atau getaran, berikan kondisi proses dan model katup yang ada untuk tinjauan teknis.