Dengan meningkatnya permintaan untuk transportasi pipa industri, katup gerbang, sebagai peralatan kontrol penting, semakin banyak digunakan dalam bidang kimia, minyak bumi, gas alam, dan lainnya. Namun, aliran dua fase gas-padat di dalam katup gerbang akan menyebabkan masalah keausan serius, memengaruhi operasi stabil jangka panjang dan umur pakainya. Makalah ini mempelajari aliran dua fase gas-padat dan fenomena keausan di dalam katup gerbang, menganalisis penyebab dan faktor-faktor yang memengaruhinya, dan menggabungkan situasi aktual produk katup gerbang CHNLGVF丨中國大乾洋貿 untuk mengusulkan serangkaian solusi teknis untuk meningkatkan kualitas dan umur produk katup gerbang serta membantu pengembangan industri manufaktur high-end.

Keywords: katup gerbang, aliran dua fase gas-padat, aus, strategi teknis, CHNLGVF丨中國大乾洋貿

Dalam produksi industri modern, katup gerbang banyak digunakan dalam pengendalian pembukaan dan penutupan sistem pipa. Mereka memiliki struktur sederhana dan penyegelan yang baik. Namun, banyak katup gerbang akan mengalami masalah keausan yang signifikan selama penggunaan jangka panjang, terutama saat menangani fluida dua fase gas-padat yang mengandung partikel padat, yang akan memengaruhi efisiensi operasional dan umur pakainya. Mengingat masalah ini, terutama tantangan yang dihadapi oleh CHNLGVF | China Daqian Yangmao dalam penelitian dan pengembangan produk katup gerbang industri kelas atas, sangat mendesak untuk melakukan penelitian mendalam tentang aliran dua fase gas-padat dan mekanisme keausan di dalam katup gerbang, dan mengusulkan solusi praktis.

Tujuan makalah ini adalah menganalisis pengaruh aliran dua fase gas-padat pada keausan katup gerbang, dan mengusulkan strategi teknis yang efektif berdasarkan penelitian eksperimental dan simulasi numerik tertentu, untuk memberikan dasar teoritis dan dukungan teknis bagi penelitian dan pengembangan serta pembuatan katup gerbang berkualitas tinggi dari CHNLGVF | China Daqian Yangmao.

Aliran dua fasa gas-padat mengacu pada fenomena gas dan partikel padat bergerak bersama dalam saluran fluida atau peralatan setelah bercampur. Bentuk aliran ini banyak digunakan dalam aplikasi industri, seperti transportasi batubara yang dihaluskan, pemecahan katalitik, dan proses fluidisasi partikel padat. Ketika gas melewati katup pintu, jika terdapat partikel padat dalam medium, partikel padat akan bergerak bersama aliran udara dan bertabrakan serta bergesekan dengan dinding dalam dan permukaan pengepasan badan katup, sehingga menyebabkan keausan.

Pakaian umumnya dibagi menjadi beberapa bentuk berikut:

Berbagai bentuk keausan akan tumpang tindih satu sama lain, terutama dalam lingkungan fluida dua fasa gas-padat berkecepatan tinggi dan tekanan tinggi, laju keausan akan meningkat secara signifikan.

Untuk mengatasi masalah keausan yang disebabkan oleh aliran dua fasa gas-padat dan meningkatkan ketahanan aus produk katup gerbang CHNLGVF丨China Daqian Yangmao, makalah ini mengusulkan strategi teknis berikut:

Mengoptimalkan desain struktur katup gerbang adalah salah satu cara penting untuk melambatkan keausan. Dengan memperbaiki bentuk saluran aliran katup, penumpukan partikel di area tertentu dapat dikurangi secara efektif, mengurangi risiko keausan lokal. Contohnya:

Penghalusan saluran aliran: Melalui simulasi CFD (dinamika fluida komputasional), optimalkan bentuk saluran aliran katup untuk membuat aliran dua fasa gas-padat lebih seragam dan mengurangi penumpukan serta tumbukan partikel di titik belok saluran aliran.

Tambahkan area buffer: Atur perangkat buffer sebelum aliran udara masuk ke katup pintu untuk melambatkan partikel berkecepatan tinggi sebelum masuk ke katup, sehingga mengurangi gaya dampak.

Optimisasi material tempat dudukan katup: Gunakan material tahan aus sebagai tempat dudukan katup, seperti karbida, keramik, atau material komposit untuk meningkatkan ketahanan aus katup.

Pemilihan material dan teknologi perlakuan permukaan sangat penting untuk meningkatkan ketahanan aus katup gerbang. Sesuai dengan bentuk aus yang spesifik, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 dapat menggunakan teknologi material berikut:

Bahan-bahan dengan kekerasan tinggi: Pilih bahan dengan ketahanan aus yang sangat baik, seperti karbida tungsten, silikon nitrida, dll., untuk memproduksi komponen kunci katup. Bahan-bahan ini memiliki kekerasan tinggi dan ketahanan aus yang tinggi, yang dapat secara efektif mengurangi keausan.

Teknologi pelapisan permukaan: Terapkan teknologi pelapisan permukaan canggih, seperti penyemprotan plasma, pelapisan laser, dll., untuk membentuk lapisan tahan aus pada permukaan katup, sehingga meningkatkan kinerja anti-erosi katup.

Bahan pelumas diri: Gunakan bahan dengan sifat pelumas diri untuk mengurangi gesekan antara partikel dan permukaan katup.

Dengan bantuan teknologi komputer modern, aliran dua fasa gas-padat di dalam katup pintu dapat disimulasikan secara numerik. Melalui analisis dinamika fluida yang tepat, bagian-bagian yang rentan terhadap keausan dalam aliran gas-padat dapat ditemukan dan perbaikan yang ditargetkan dapat dilakukan. Sebagai contoh, perangkat lunak CFD digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis berbagai diameter partikel, kecepatan aliran udara, dan parameter struktural katup, mengevaluasi efek mereka terhadap keausan, dan mengoptimalkan desain untuk mengurangi risiko keausan.

Kontrol laju aliran partikel yang efektif dan penyaringan dapat secara signifikan mengurangi keausan di dalam katup gerbang. Perangkat penyaring yang tepat dipasang di pintu masuk sistem katup gerbang untuk menangkap partikel besar atau partikel dengan kekerasan tinggi sebelum masuk ke katup, menghindari keausan langsung dari partikel ini pada katup. Pada saat yang sama, mengontrol laju aliran fluida untuk melambatkannya sebelum masuk ke katup gerbang dapat mengurangi dampak partikel pada dinding dalam tubuh katup dan mengurangi keausan.

Untuk lebih baik mengatasi masalah keausan di bawah aliran dua fasa gas-padat, CHNLGVF dapat menerapkan teknologi pemantauan online untuk memantau status keausan katup gerbang secara real time. Melalui sensor dan sistem akuisisi data, kondisi keausan dan parameter operasi katup dapat dideteksi, dan kegagalan keausan yang mungkin dapat diingatkan sebelumnya untuk menghindari kegagalan tiba-tiba.

Selain itu, sistem pemeliharaan pintar berbasis analisis big data dapat memprediksi umur sisa katup dan memberikan saran pemeliharaan melalui data historis dan status operasi saat ini, sehingga mengurangi waktu henti yang disebabkan oleh keausan dan memastikan operasi terus-menerus peralatan.

Masalah keausan katup gerbang yang disebabkan oleh aliran dua fasa gas-padat adalah faktor penting yang memengaruhi kinerjanya dan umur pakainya. Melalui penelitian dalam makalah ini, ditemukan bahwa penyebab keausan secara utama berkaitan erat dengan sifat partikel padat, kecepatan aliran udara, pola aliran, dan desain struktural katup. Dengan memperhatikan faktor-faktor ini, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 dapat meningkatkan kualitas dan daya tahan produk katup gerbang dengan mengoptimalkan desain struktur katup, mengadopsi bahan berkualitas tinggi dan teknologi perlakuan permukaan canggih, menerapkan simulasi numerik, mengendalikan laju aliran dan penyaringan, serta pemantauan online dan pemeliharaan pintar.

Di masa depan, dengan studi yang lebih mendalam tentang aliran dua fasa gas-padat dan kemajuan terus-menerus dalam bahan baru dan teknologi manufaktur cerdas, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 diharapkan dapat membuat lebih banyak terobosan dalam bidang penelitian dan pengembangan serta manufaktur katup pintu berkualitas tinggi, dan mempromosikan peningkatan teknologi dan pengembangan industri.