O que é cavitação em válvulas? Como devemos abordar isso?

O que é cavitação e seus efeitosVálvulase Equipamentos？

        A cavitação é um fenômeno que ocorre quando a pressão cai abaixo da pressão de vapor de um fluido, levando à formação de bolhas de vapor. Essas bolhas colapsam violentamente quando viajam para regiões de maior pressão, gerando intensas ondas de choque, ruído e vibração. A cavitação pode danificar significativamente equipamentos industriais, especialmente válvulas e sistemas de tubulação a jusante. Os principais impactos da cavitação são:

Ruído e vibração: O colapso das bolhas de vapor gera altos níveis de ruído e vibrações de grande amplitude. Estas vibrações podem causar danos graves aos componentes da válvula, incluindo molas, membranas finas e estruturas cantilever. Eles também podem afetar instrumentos como manômetros, transmissores, termopares, medidores de vazão e sistemas de amostragem.

Desgaste e corrosão acelerados: As vibrações intensas da cavitação podem levar ao desgaste acelerado e à corrosão. As superfícies metálicas podem sofrer erosão, causando microdesgaste e formação de óxidos abrasivos. Este processo acelera danos a válvulas, bombas, válvulas de retenção e quaisquer mecanismos rotativos ou deslizantes. A cavitação também pode quebrar peças de válvulas e paredes de tubos, comprometendo a integridade do sistema.

Contaminação: Os materiais que são corroídos pela cavitação, como partículas metálicas e compostos químicos corrosivos, podem contaminar o fluido dentro do tubo. Isto é particularmente problemático em sistemas sanitários ou de alta pureza, onde mesmo uma contaminação menor pode ter consequências significativas.

Como prevenir e mitigar a cavitação？

Várias abordagens operacionais e de projeto podem ajudar a prevenir ou mitigar danos por cavitação:

Modificações no projeto da válvula:

• Divisão de fluxo: Ao dividir um fluxo grande em fluxos menores através de múltiplas aberturas paralelas, o tamanho das bolhas de cavitação pode ser reduzido. Bolhas menores criam menos ruído e causam menos danos.

• Queda de pressão escalonada: Em vez de uma única grande queda de pressão, as válvulas podem ser projetadas com múltiplos estágios de redução de pressão. Cada estágio reduz a pressão gradativamente, evitando que o fluido atinja sua pressão de vapor e evitando assim a cavitação.

Localização da válvula e condições do fluido:

• Pressão mais alta na entrada da válvula: posicionar a válvula de controle onde a pressão é mais alta (por exemplo, mais a montante ou em uma elevação mais baixa) pode evitar a cavitação, mantendo a pressão do fluido acima da pressão de vapor.

•     Temperatura mais baixa: Em certos casos, controlar a temperatura do fluido (por exemplo, em um trocador de calor) pode reduzir a pressão do vapor, diminuindo assim o risco de cavitação.

Medidas Preditivas: Os fabricantes de válvulas podem estimar o risco de cavitação calculando a queda de pressão e os níveis de ruído esperados. Um nível de ruído abaixo de certos limites (por exemplo, 80 dB para válvulas de até 3 polegadas, 95 dB para válvulas de 16 polegadas e superiores) é considerado seguro para evitar danos induzidos por cavitação.

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Victor Feng

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