調整弁の振動、どうすれば解決できますか?

1. 剛性を高める

振動や軽微な振動については、剛性を高めることで振動を抑制または弱めることができます。例えば、剛性の高いバネやピストンアクチュエータを使用することが考えられます。

2. 減衰力を上げる

減衰力を高めるということは、振動に対する摩擦力を高めることを意味します。例えば、スリーブバルブのバルブプラグは、Oリングや摩擦力の高いグラファイトフィラーでシールすることができ、微振動を抑制または弱める効果があります。

3.ガイドのサイズを大きくし、フィットギャップを小さくする

ガイドサイズシャフトプラグバルブ一般的には小さく、すべてのバルブの合わせ隙間は0.4~1mmと大きく、機械振動の発生に有利です。そのため、軽微な機械振動が発生した場合は、ガイドサイズを大きくして合わせ隙間を小さくすることで、振動を弱めることができます。

4. 共振を排除するためにスロットルの形状を変更する

いわゆる振動源は調節弁高速流と圧力が急激に変化する絞り口で発生する共振現象ですが、絞り部材の形状を変えることで振動源の周波数を変えることができ、共振が強くない場合は解決しやすくなります。

具体的な方法は、振動開度範囲内で、バルブコアの曲面を0.5~1.0mm程度削ることです。例えば、自動圧力調整弁工場の家族エリアの近くに設置されています。共鳴による笛のような音が他の従業員に影響を与えていました。バルブコアの表面を0.5mm削り込むと、共鳴による笛のような音は消えました。

5. 共振をなくすために絞り部品を交換する

方法は次のとおりです。

フロー特性を対数から線形、線形から対数に変更します。

バルブコアの形状を変更します。例えば、シャフトプラグをV字溝バルブコアに変更したり、ダブルシートバルブのシャフトプラグをスリーブタイプに変更したりします。

窓スリーブを小さな穴の開いたスリーブなどに変更します。

例えば、窒素肥料工場のDN25ダブルシートバルブは、バルブステムとバルブコアの接続部で頻繁に振動し、破損していました。共振であることが確認された後、線形特性のバルブコアを対数特性のバルブコアに交換することで、問題は解決しました。また、航空大学の実験室で使用されていたDN200スリーブバルブでは、バルブプラグが激しく回転し、使用不能になっていました。窓付きスリーブを小穴付きスリーブに交換したところ、回転はすぐに解消されました。

6. 共振をなくすために調整弁の種類を変更する

調整弁の構造形態が異なると、その固有振動数は当然異なります。共振を根本的に除去するには、調整弁の種類を変更することが最も効果的です。

バルブの共振は使用中に非常に激しくなります。激しく振動し(ひどい場合にはバルブが破損することもあります)、激しく回転し(バルブステムが振動したりねじれたりします)、強い騒音(最大100デシベル以上)が発生します。構造上の違いが大きいバルブに交換するだけで、効果はすぐに現れ、強い共振は奇跡的に消えます。

例えば、ビニロン工場の新規拡張プロジェクトにDN200スリーブバルブが選定された。上記3つの現象が発生し、DN300の配管が跳ね上がり、バルブプラグが回転し、騒音は100デシベルを超え、共振開度は20~70%であった。共振開度を考慮すると、その度合いは大きい。ダブルシートバルブに変更した後、共振は消失し、正常に動作した。

7. キャビテーション振動を低減する方法

キャビテーション気泡の崩壊により発生するキャビテーション振動に対しては、キャビテーションを低減する方法を探すのは当然です。

気泡の破裂によって発生する衝撃エネルギーは、固体表面、特に弁体には作用せず、液体によって吸収されます。スリーブ弁はこの特性を持つため、シャフトプラグ型の弁体をスリーブ型に変更することができます。

絞り抵抗の増加、絞りオリフィス圧力の増加、段階的または連続的な圧力低下など、キャビテーションを低減するためのあらゆる対策を講じてください。

8. 振動源波攻撃法を避ける

外部振動源からの波動衝撃は弁の振動を引き起こしますが、これは調節弁の通常運転時に避けるべき事象であることは明らかです。このような振動が発生した場合は、適切な対策を講じる必要があります。


投稿日時: 2023年10月27日

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