Ακριβώς όπως ο ήχος μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στο ανθρώπινο σώμα, ορισμένες συχνότητες μπορούν να προκαλέσουν όλεθρο στον βιομηχανικό εξοπλισμό όταν ασκούνται. Όταν οι βαλβίδες ελέγχου επιλέγονται σωστά, υπάρχει αυξημένος κίνδυνος σπηλαίωσης, που θα οδηγήσει σε υψηλά επίπεδα θορύβου και κραδασμών, οδηγώντας σε πολύ γρήγορη ζημιά στο εσωτερικό της βαλβίδας και στις κατάντη σωληνώσεις. Επιπλέον, τα υψηλά επίπεδα θορύβου συχνά προκαλούν κραδασμούς που μπορεί να βλάψουν σωλήνες, όργανα κ.λπ.
Οι βαλβίδες είναι ευαίσθητες σε σοβαρή ζημιά στο σύστημα σωληνώσεων ως αποτέλεσμα χρονικής καθυστέρησης, υποβάθμισης εξαρτημάτων και σπηλαίωσης από τις βαλβίδες. Αυτή η ζημιά προκαλείται κυρίως από δονητική ενέργεια θορύβου, η οποία επιταχύνει τη διαδικασία διάβρωσης. Ο σχηματισμός και η κατάρρευση της φυσαλίδας κοντά και κατάντη της συστολής της φλέβας δημιουργείται από δονήσεις μεγάλου πλάτους με υψηλά επίπεδα θορύβου που αντανακλώνται στη σπηλαίωση. Ενώ αυτό συμβαίνει συνήθως με σφαιρικές βαλβίδες και περιστροφικές βαλβίδες στο σώμα της βαλβίδας, μπορεί στην πραγματικότητα να συμβεί με κοντές, υψηλής ανάκτησης σωληνώσεις στην κατάντη πλευρά της βαλβίδας, όπως μια σφαιρική βαλβίδα τύπου V από τμήμα σώματος πλακιδίων, ειδικά μια βαλβίδα πεταλούδας. Όταν η βαλβίδα πιέζεται σε μία θέση, είναι εύκολο να προκληθεί φαινόμενο σπηλαίωσης, επομένως είναι εύκολο να διαρρεύσει στις σωληνώσεις και την επισκευή συγκόλλησης της βαλβίδας και η βαλβίδα δεν είναι κατάλληλη για αυτό το τμήμα του αγωγού.
Είτε συμβαίνει σπηλαίωση μέσα στη βαλβίδα είτε κατάντη της βαλβίδας, ο εξοπλισμός στη ζώνη σπηλαίωσης μπορεί να υποστεί εκτεταμένη ζημιά. Οι εξαιρετικά λεπτές μεμβράνες, τα ελατήρια και οι δομές προβόλου με μικρές διατομές, δονήσεις μεγάλου πλάτους μπορούν να διεγείρουν τα ταλαντευτικά σφάλματα. Συχνά σημεία αστοχίας εντοπίζονται σε όργανα όπως μετρητές πίεσης, πομπούς, θερμοπηγάδια, μετρητές ροής και συστήματα δειγματοληψίας. Οι ενεργοποιητές, οι ρυθμιστές θέσης και οι τερματικοί διακόπτες που περιέχουν ελατήρια θα παρουσιάσουν επιταχυνόμενη φθορά, οι βραχίονες στερέωσης, οι σύνδεσμοι και οι σύνδεσμοι θα χαλαρώσουν και θα αστοχήσουν λόγω κραδασμών.
Η διάβρωση, η οποία εμφανίζεται μεταξύ φθαρμένων επιφανειών που εκτίθενται σε κραδασμούς, είναι συνηθισμένη κοντά στις βαλβίδες σπηλαίωσης. Αυτό δημιουργεί σκληρά οξείδια που λειτουργούν ως λειαντικά για να επιταχύνουν τη φθορά μεταξύ των επιφανειών φθοράς. Ο επηρεαζόμενος εξοπλισμός περιλαμβάνει βαλβίδες απομόνωσης και αντεπιστροφής, εκτός από βαλβίδες ελέγχου, αντλίες, περιστρεφόμενες οθόνες, δειγματολήπτες και οποιουσδήποτε άλλους μηχανισμούς περιστροφής ή ολίσθησης.
Οι δονήσεις υψηλού πλάτους μπορούν επίσης να σπάσουν και να διαβρώσουν μεταλλικά μέρη βαλβίδας και τοιχώματα σωλήνων. Διάσπαρτα μεταλλικά σωματίδια ή διαβρωτικά χημικά υλικά μπορεί να μολύνουν το μέσο στον αγωγό, γεγονός που θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στους αγωγούς βαλβίδων υγιεινής και στα μέσα σωληνώσεων υψηλής καθαρότητας. Αυτό επίσης δεν επιτρέπεται.
Η πρόβλεψη της ζημιάς από τη σπηλαίωση στις βυσματικές βαλβίδες είναι πιο περίπλοκη από τον απλό υπολογισμό της πτώσης πίεσης του τσοκ. Η εμπειρία έχει δείξει ότι είναι δυνατό η πίεση στο κύριο ρεύμα υγρού να πέσει στην τάση ατμών του υγρού πριν συμβεί μια περιοχή εντοπισμένης εξάτμισης και κατάρρευσης φυσαλίδων ατμού. Ορισμένοι κατασκευαστές βαλβίδων προβλέπουν αρχόμενη ζημιά από διάβρωση ορίζοντας μια πτώση πίεσης αρχόμενης βλάβης. Η μέθοδος εκκίνησης ενός κατασκευαστή βαλβίδας για την πρόβλεψη της ζημιάς λόγω σπηλαίωσης βασίζεται στο γεγονός ότι οι φυσαλίδες ατμού καταρρέουν, προκαλώντας σπηλαίωση και θόρυβο. Ο κατασκευαστής έχει καθορίσει ότι μπορεί να αποφευχθεί σημαντική ζημιά λόγω σπηλαίωσης εάν τα υπολογιζόμενα επίπεδα θορύβου είναι κάτω από τα όρια που αναφέρονται παρακάτω.
Μέγεθος βαλβίδας έως 3" - 80 dB
Μέγεθος βαλβίδας 4-6 ίντσας - 85 dB
Μέγεθος βαλβίδας 8-14 ίντσας - 90 dB
Μεγέθη βαλβίδων 16" και μεγαλύτερα - 95 ντεσιμπέλ
Μέθοδοι για την εξάλειψη της βλάβης από τη σπηλαίωση
Ο ειδικός σχεδιασμός βαλβίδας για την εξάλειψη της σπηλαίωσης χρησιμοποιεί διαίρεση ροής και σταδιακή πτώση πίεσης:
Η "εκτροπή βαλβίδας" είναι ο διαχωρισμός μιας μεγάλης ροής σε πολλές μικρές ροές και ο σχεδιασμός της διαδρομής ροής της βαλβίδας έτσι ώστε η ροή να διέρχεται από πολλά παράλληλα μικρά ανοίγματα. Μέρος του μεγέθους των φυσαλίδων αέρα λόγω σπηλαίωσης υπολογίζεται για τα ανοίγματα από τα οποία διέρχεται η ροή. Τα μικρότερα ανοίγματα επιτρέπουν μικρότερες φυσαλίδες αέρα, με αποτέλεσμα λιγότερο θόρυβο και λιγότερη ζημιά τη στιγμή.
"Σταδιακή πτώση πίεσης" σημαίνει ότι η βαλβίδα έχει σχεδιαστεί με δύο ή περισσότερα σημεία ρύθμισης σε σειρά, έτσι ώστε αντί για ολόκληρη την πτώση πίεσης σε ένα μόνο βήμα, να απαιτούνται πολλά μικρότερα βήματα. Μια πτώση πίεσης μικρότερη από ένα άτομο εμποδίζει την πτώση της πίεσης στη συστολή της φλέβας από την τάση ατμών του υγρού, εξαλείφοντας έτσι τη σπηλαίωση της βαλβίδας.
Ο συνδυασμός διάσπασης ροής και σταδιακής πτώσης πίεσης στην ίδια βαλβίδα μπορεί να επιτύχει βελτιωμένη αντίσταση στη σπηλαίωση με τους ακόλουθους τρόπους. Κατά την τροποποίηση της βαλβίδας, η τοποθέτηση της βαλβίδας ελέγχου έτσι ώστε η πίεση στην είσοδο της βαλβίδας να είναι υψηλότερη (όπως στην πιο μακρινή πλευρά προς τα ανάντη ή σε χαμηλότερο υψόμετρο) μπορεί μερικές φορές να εξαλείψει τα προβλήματα σπηλαίωσης.
Εναλλακτικά, η τοποθέτηση της βαλβίδας ελέγχου σε μια θέση όπου η θερμοκρασία του υγρού, και επομένως η τάση ατμών, είναι χαμηλή (όπως η πλευρά χαμηλής θερμοκρασίας του εναλλάκτη θερμότητας) μπορεί να βοηθήσει στην εξάλειψη των προβλημάτων σπηλαίωσης.
Συνοψίζω
Έχει αποδειχθεί ότι η σπηλαίωση της βαλβίδας κάνει περισσότερα από απλώς να υποβαθμίζει την απόδοση και να βλάπτει τη βαλβίδα. Οι κατάντη αγωγοί και εξοπλισμός κινδυνεύουν επίσης. Η πρόβλεψη της σπηλαίωσης και η λήψη μέτρων για την εξάλειψή της είναι ο μόνος τρόπος για να αποφευχθούν δαπανηρά προβλήματα κατανάλωσης βαλβίδων.