一种新型的避免调节阀发生气蚀的方法——孔板节流法
调节阀在现场使用时经常碰到气蚀，发生这种现象应有以下二个过程：一，当液体介质流过阀芯、阀座之间的节流孔后，流速突然加快，其压力急剧下降，以致在缩流处的压力降到低于液体的饱和蒸汽压力，造成部分液体转变成蒸汽状态。二，介质流到下游后流速减慢、压力上升，如果出口压力高于蒸汽压力，气泡被压缩最后溃破又恢复为液体。据国外资料介绍，这些气泡溃破时所产生的局部压力可达105磅/英寸2，相当于700MPa，使阀内件迅速损坏，并伴有噪声和振动。我国JB/T821《8执行器术语》把液体—汽化—恢复为液体的过程定义为“空化”，把空化对材料造成的损害定义为“气蚀”。在日常工作中经常把二者统称为气蚀。以数学计算来判断是否发生气蚀，必须同时满足下面二个条件：
1、作压差大于或等于初始气蚀压差，即△P≥KC(△PS)。
2、阀出口压力大于液体介质的饱和蒸汽压力，即P2>PV(进口温度下)。
2006年，我公司的原料煤本地化和20万吨甲醇项目投产，灰水系统中LV-0847/0877二个位号，都使用上海某阀门厂的Class300、DN250的气动偏心旋转调节阀。使用了2～3个月后，发现阀门的泄漏量严重超标，拆开检查发现阀芯的球表面、阀座半个园周表面布满了小坑，半个园周上已找不到完整的密封面，当然无法再使用。我们要求原制造厂提供备品换上，并一起分析损坏的原因。经双方技术人员观察，一致认为这是气蚀造成的。但是上海某阀门厂的工程师根据工况数据来计算，这二个阀不可能发生气蚀，现以位号LV-0847为例，原技术规格书上有关的数据如表1。
以原数据计算：
阀前压力：P1=4+1=5 bar(公式要求用bar，绝对压力)
阀后压力：P2=3.3+1=4.3 bar(绝对压力)
工作压差：△P=5-4.3=0.7 bar
初始气蚀压差为：KC(△PS)，式中：
KC为偏心阀、流关方向，开始气蚀系数，查表可得KC=0.36。
PV为阀进口灰水温度57.8℃时饱和蒸汽压力，查表得0.156bar。
PS为水的临界压力，查表得221bar
初始气蚀压差为：KC(△PS)=0.36×4.85=1.75 bar
因为工作压差△P(0.7 bar)
但是事实说明一切，双方技术人员看过损坏的阀芯、阀座是典型的气蚀破坏;所以怀疑现场操作的工艺参数与原来技术规格书上数据不符。后来与项目设计院的工程师联系，获讯这二个位号的压力数据均已改变，见上表中的“实际数据”，用这组压力值再计算，首先计算工作压差△P。
P1=5+1=6 bar(绝对压力)
P2=1。5+1=2.5 bar(绝对压力)
△P=6-2.5=3.5 bar
计算初始气蚀压差值KC(△PS)
偏心阀、流关方向，前面已查得KC=0.36
由于△P(3.5 bar)>K(△P)(2.1 bar)，另外P2(2.5bar)>PV(0.156bar)，即阀的出口压力又大于57.8℃下的蒸汽压力;发生气蚀的二个条件都存在，这样可以解释以前发生的气蚀损坏现象。为防止阀芯、阀座等阀内件遭受破坏，双方一致认为必须避免发生气蚀。当时提到二种办法，一个办法是改变流向，改用流开方向，这样初始气蚀系数KC从0.36提高到0.56，则发生初始气蚀的压差为0.56(△PS)=0.56×5.85=3.28bar，比原来的2.1bar提高了1.18bar;而工作压差没有变化仍为△P=3.5bar;二者比较：
△P(3.5bar)>KC△PS(3.28 bar)
仍然会发生气蚀，这说明仅仅改变流向还不能避免气蚀。为保证不发生气蚀，则要求工作压差小于初始气蚀压差，即：
△P<3.28 bar
为此加用第二个办法，在阀的出口处加孔板节流，使阀后压力升高，这样阀的前后压差减少到低于3。28bar。由于事先没有料想到加装孔板，要割短口径DN250的管道，再焊上法兰也是相当麻烦的事情;所以我们就在调节阀的出口法兰中夹一块钢板，在板上开了一个园孔，充当节流孔板，如图1。
从图中可见，加装孔板后，事实上从原来的一级降压变成了二级降压，孔板后的压力是原来阀的出口压力2.5bar，因孔板的节流阻力，偏心阀的出口压力P2升高，而阀的进口压力不变仍为6bar，则阀前后压差必然减小。问题在于孔板上究竟开多大的节流孔呢?既要阀的工作压差△P一直小于3.28bar，不会发生气蚀，又要满足各个工况的流量要求。众所周知，孔板的阻力与流量成平方关系，在最小工作流量49m3/h时孔板的流阻最小，阀后压力为最小值，若此时阀的工作压差小于初始气蚀压差;当流量增大后，因孔板的流阻升高，阀前后压差更小;这样可保证不发生气蚀。我们按孔板的阻力系数计算，在孔板上开一个直径ф60的孔，为防止灰水的冲蚀，在孔内烧结碳化钨，已使用了三年多，效果很好，困扰了多时的问题终于解决。
