Con la creciente demanda de transporte industrial de tuberías, las válvulas de compuerta, como equipo de control importante, se utilizan cada vez más en los campos químico, petrolero, de gas natural y otros. Sin embargo, el flujo de dos fases gas-sólido dentro de la válvula de compuerta causará problemas graves de desgaste, afectando su operación estable a largo plazo y su vida útil. Este documento estudia el flujo de dos fases gas-sólido y el fenómeno de desgaste dentro de la válvula de compuerta, analiza sus causas y factores influyentes, y combina la situación actual de los productos de válvulas de compuerta de CHNLGVF para proponer una serie de soluciones técnicas para mejorar la calidad y vida de los productos de válvulas de compuerta y ayudar al desarrollo de la industria manufacturera de alta gama.

Keywords: válvula de compuerta, flujo bifásico gas-sólido, desgaste, estrategia técnica

En la producción industrial moderna, las válvulas de compuerta se utilizan ampliamente en el control de apertura y cierre de sistemas de tuberías. Tienen estructuras simples y buen sellado. Sin embargo, muchas válvulas de compuerta tendrán problemas significativos de desgaste durante el uso a largo plazo, especialmente al tratar con fluidos de dos fases gas-sólido que contienen partículas sólidas, lo que afectará su eficiencia operativa y vida útil. Ante estos problemas, especialmente los desafíos que enfrenta CHNLGVF en la investigación y desarrollo de productos de válvulas de compuerta industriales de alta gama, es urgente realizar una investigación profunda sobre el flujo de dos fases gas-sólido y el mecanismo de desgaste dentro de la válvula de compuerta, y proponer soluciones prácticas.

Este documento tiene como objetivo analizar la influencia del flujo de dos fases gas-sólido en el desgaste de la válvula de compuerta, y proponer estrategias técnicas efectivas en combinación con investigaciones experimentales y simulaciones numéricas específicas, con el fin de proporcionar una base teórica y apoyo técnico para la investigación, desarrollo y fabricación de válvulas de compuerta de alta calidad de CHNLGVF丨中國大乾閥門.

El flujo bifásico gas-sólido se refiere al fenómeno en el que el gas y las partículas sólidas se mueven juntos en tuberías de fluido o equipos después de mezclarse. Esta forma de flujo se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales, como el transporte de carbón pulverizado, la craqueo catalítico y el proceso de fluidización de partículas sólidas. Cuando el gas pasa a través de la válvula de compuerta, si hay partículas sólidas en el medio, las partículas sólidas se moverán con el flujo de aire y chocarán y rozarán contra la pared interna y la superficie de sellado del cuerpo de la válvula, causando desgaste.

El desgaste se divide principalmente en las siguientes formas:

Diferentes formas de desgaste se superpondrán entre sí, especialmente en un entorno de fluido gas-sólido de dos fases de alta velocidad y alta presión, la tasa de desgaste aumentará significativamente.

Para resolver el problema de desgaste causado por el flujo de dos fases gas-sólido y mejorar la resistencia al desgaste de los productos de válvulas de compuerta CHNLGVF de China, este documento propone las siguientes estrategias técnicas:

Optimizar el diseño de la estructura de la válvula es uno de los medios importantes para ralentizar el desgaste. Al mejorar la forma del canal de flujo de la válvula, se puede reducir de manera efectiva la deposición concentrada de partículas en áreas específicas, disminuyendo el riesgo de desgaste local. Por ejemplo:

Canal de flujo suavizado: A través de la simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD), optimice la forma del canal de flujo de la válvula para que el flujo de dos fases gas-sólido sea más uniforme y reduzca la acumulación y colisión de partículas en el punto de giro del canal de flujo.

Agregar área de amortiguación: Establezca un dispositivo de amortiguación antes de que el flujo de aire entre en la válvula de compuerta para ralentizar las partículas de alta velocidad antes de entrar en la válvula, reduciendo así la fuerza de impacto.

Material de asiento de válvula optimizado: Utilice materiales resistentes al desgaste como asientos de válvula, como carburos, cerámicas o materiales compuestos para mejorar la resistencia al desgaste de la válvula.

La selección de materiales y la tecnología de tratamiento de superficies son cruciales para mejorar la resistencia al desgaste de las válvulas de compuerta. Según la forma específica de desgaste, CHNLGVF丨中國大乾閥門 puede utilizar las siguientes tecnologías de materiales:

Materiales de alta dureza: Seleccione materiales con excelente resistencia al desgaste, como carburo de tungsteno, nitruro de silicio, etc., para fabricar componentes clave de válvulas. Estos materiales tienen alta dureza y alta resistencia al desgaste, lo que puede reducir eficazmente el desgaste.

Tecnología de recubrimiento superficial: Aplicar tecnología avanzada de recubrimiento superficial, como pulverización de plasma, recubrimiento con láser, etc., para formar un recubrimiento resistente al desgaste en la superficie de la válvula, mejorando así el rendimiento anti-erosión de la válvula.

Materiales autolubricantes: Utilice materiales con propiedades autolubricantes para reducir la fricción entre partículas y la superficie de la válvula.

Con la ayuda de la tecnología informática moderna, el flujo bifásico gas-sólido dentro de la válvula de compuerta puede ser simulado numéricamente. A través de un análisis preciso de la dinámica de fluidos, se pueden encontrar las partes propensas al desgaste en el flujo gas-sólido y se pueden realizar mejoras específicas. Por ejemplo, se utiliza software de CFD para simular y analizar diferentes diámetros de partículas, velocidades de flujo de aire y parámetros estructurales de la válvula, evaluar sus efectos en el desgaste y optimizar el diseño para reducir el riesgo de desgaste.

El control efectivo de la tasa de flujo de partículas y la filtración pueden reducir significativamente el desgaste dentro de la válvula de compuerta. Se coloca un dispositivo de filtrado adecuado en la entrada del sistema de la válvula de compuerta para interceptar partículas grandes o partículas con alta dureza antes de entrar en la válvula, evitando el desgaste directo de estas partículas en la válvula. Al mismo tiempo, controlar la tasa de flujo del fluido para ralentizarlo antes de entrar en la válvula de compuerta puede reducir el impacto de las partículas en la pared interna del cuerpo de la válvula y disminuir el desgaste.

Para poder hacer frente de manera más efectiva al problema de desgaste bajo el flujo de dos fases gas-sólido, CHNLGVF丨中國大乾閥門 puede aplicar tecnología de monitoreo en línea para supervisar el estado de desgaste de la válvula de compuerta en tiempo real. A través de sensores y sistemas de adquisición de datos, se puede detectar la condición de desgaste y los parámetros de operación de la válvula, y se pueden advertir posibles fallas por desgaste con anticipación para evitar fallas repentinas.

Además, el sistema de mantenimiento inteligente basado en el análisis de big data puede predecir la vida restante de la válvula y proporcionar sugerencias de mantenimiento a través de datos históricos y estado operativo actual, reduciendo así el tiempo de inactividad causado por el desgaste y garantizando el funcionamiento continuo del equipo.

El problema de desgaste de la válvula de compuerta causado por el flujo de dos fases gas-sólido es un factor importante que afecta su rendimiento y vida útil. A través de la investigación de este documento, se encontró que la causa del desgaste está principalmente relacionada con las propiedades de las partículas sólidas, la velocidad del flujo de aire, el patrón de flujo y el diseño estructural de la válvula. En vista de estos factores, CHNLGVF丨中國大乾閥門 puede mejorar efectivamente la calidad y durabilidad de los productos de válvulas de compuerta mediante la optimización del diseño estructural de la válvula, la adopción de materiales de alto rendimiento y tecnología avanzada de tratamiento de superficies, la aplicación de simulación numérica, el control de la tasa de flujo y la filtración, y el monitoreo en línea y el mantenimiento inteligente.

En el futuro, con el estudio más profundo del flujo de dos fases gas-sólido y el continuo avance de nuevos materiales y tecnología de fabricación inteligente, se espera que CHNLGVF丨中國大乾閥門 haga más avances en el campo de la investigación y desarrollo de alta calidad y fabricación de válvulas de compuerta, y promueva la actualización tecnológica y el desarrollo de la industria.