Появление в жидкости пузырьков или полостей, заполненных паром и выделившимся из жидкости газом, называется кавитацией. Основной предпосылкой ее возникновения является большой перепад скоростей потока в результате:

• Сужения в трубопроводах
• Зауженных рабочих полостей различных устройсв, например проходного сечения арматуры

Кавитация появляется в области пониженного давления, где возникают растягивающие напряжения, которые приводят к разрыву жидкости и образованию пузырьков, заполненных парами жидкости и выделившимся из нее растворенным газом. Попадая в область высокого давления, пузырьки «схлопываются». Это «схлопывание» сопровождается местным повышением давления в несколько тысяч атмосфер. При атмосферном давлении в 1 бар вода испаряется при 100 °C. Со снижением давления процесс испарения будет начинаться при всё более низкой температуре. Например, при давлении 0,02 бар вода начинает испаряться уже при температуре 18 °C

Кавитация приводит к трем основным отрицательным последствиям, таким как:

• резкое уменьшение пропускной способности клапана.
• эрозионному износу элементов клапана: седла, шара и т.д..
• звуковым явлениям: шум, вибрация, а также к низкочастотные колебаниям давления в трубопроводах.

Основные факторы возникновения кавитации:

• Более высокий перепад давления на клапане, не соответствующий паспортным значениям клапана
• Высокая скорость потока жидкости

Чтобы выбрать регулирующий клапан, соответствующий условиям эксплуатации необходимо:

• Насколько возможно точно рассчитать расход жидкости, протекающей через клапан (более подробно читайте в статье "Расчет Kv для выбора диаметра запорно-регулирующего клапана (КЗР)")
• Определить давление жидкости перед и за клапаном.

Необходимо учитывать, что величина потери давления в трубопроводах и в соединениях труб между клапаном и, например, бойлером, влияет на величину давления на выходе клапана и, следовательно, на характеристику расхода. Если условия эксплуатации близки к переходным между кавитацией и вскипанием, будут иметь место как вскипание, так и кавитация.

Предотвращение кавитации:

• Максимально возможный перепад давления на клапане, указанный в каталоге или паспорте, должен быть меньше расчетного значения примерно на 10-15%
• Клапан должен использоваться по своему функциональному назначению - нельзя использовать запорный клапан в качестве регулирующего.

Литература:

1. Dr. Jorg Kiesbauer, SAMSON AG, Германия, Регулирующие клапаны для критических условий эксплуатации//Hydrocarbon Processing Magazine, June 2001, том 80, N.6, с.89-100
2. Г.Окслер. Что такое кавитация?//Valve World, March, 2012, с.75