Với nhu cầu ngày càng tăng về vận chuyển ống dẫn công nghiệp, van cổng, là một thiết bị điều khiển quan trọng, đang được sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực hóa học, dầu khí, khí tự nhiên và các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, dòng chảy hai pha khí-rắn bên trong van cổng sẽ gây ra vấn đề mài mòn nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hoạt động ổn định và tuổi thọ lâu dài của nó. Bài báo này nghiên cứu về dòng chảy hai pha khí-rắn và hiện tượng mài mòn bên trong van cổng, phân tích nguyên nhân và yếu tố ảnh hưởng của nó, và kết hợp với tình hình thực tế của sản phẩm van cổng CHNLGVF để đề xuất một loạt các giải pháp kỹ thuật để cải thiện chất lượng và tuổi thọ của sản phẩm van cổng và giúp phát triển ngành công nghiệp chế tạo cao cấp.

Keywords: cổng van, dòng chảy hai pha khí-rắn, mài mòn, chiến lược kỹ thuật, CHNLGVF丨Trung Quốc Đại Càn Dương Thương.

Trong quá trình sản xuất công nghiệp hiện đại, van cổng được sử dụng rộng rãi trong việc điều khiển mở và đóng của hệ thống ống dẫn. Chúng có cấu trúc đơn giản và kín nước tốt. Tuy nhiên, nhiều van cổng sẽ gặp vấn đề mài mòn đáng kể trong quá trình sử dụng dài hạn, đặc biệt khi xử lý chất lỏng hai pha khí-rắn chứa hạt rắn, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động và tuổi thọ của chúng. Xem xét các vấn đề này, đặc biệt là những thách thức mà CHNLGVF | China Daqian Yangmao đối mặt trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm van cổng công nghiệp cao cấp, cần tiến hành nghiên cứu sâu về luồng chất lỏng hai pha khí-rắn và cơ chế mài mòn bên trong van cổng, và đề xuất các giải pháp thực tế.

Bài báo này nhằm mục đích phân tích ảnh hưởng của dòng chảy hai pha khí-rắn đối với việc mài mòn của van cổng, và đề xuất các chiến lược kỹ thuật hiệu quả kết hợp với nghiên cứu thí nghiệm cụ thể và mô phỏng số, nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết và hỗ trợ kỹ thuật cho nghiên cứu và phát triển cũng như sản xuất van cổng chất lượng cao của CHNLGVF | China Daqian Yangmao.

Luồng hai pha khí-rắn đề cập đến hiện tượng khí và hạt rắn di chuyển cùng nhau trong đường ống hoặc thiết bị chất lỏng sau khi kết hợp. Hình thức luồng này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, như vận chuyển than bột, quá trình crack xúc tác và quá trình lỏng hóa của hạt rắn. Khi khí đi qua van cửa, nếu có hạt rắn trong chất lỏng, các hạt rắn sẽ di chuyển cùng với luồng khí và va chạm và ma sát với bề mặt trong và bề mặt kín của thân van, gây ra mài mòn.

Mặc đồ chủ yếu được chia thành các dạng sau:

Các dạng mài mòn khác nhau sẽ chồng lên nhau, đặc biệt là trong môi trường chất lỏng hai pha khí-rắn tốc độ cao và áp suất cao, tốc độ mài mòn sẽ tăng đáng kể.

Để giải quyết vấn đề mài mòn do dòng chảy hai pha khí-rắn và cải thiện khả năng chống mài mòn của sản phẩm van cửa CHNLGVF của China Daqian Yangmao, bài báo này đề xuất các chiến lược kỹ thuật sau:

Tối ưu hóa thiết kế cấu trúc của van cổng là một trong những biện pháp quan trọng để làm chậm quá trình mài mòn. Bằng cách cải thiện hình dạng kênh dẫn của van, sự tập trung của việc tích tụ các hạt trong các khu vực cụ thể có thể được giảm thiểu một cách hiệu quả, giảm nguy cơ mài mòn cục bộ. Ví dụ:

Kênh dòng được làm mịn: Thông qua mô phỏng CFD (động lực học tính toán), tối ưu hóa hình dạng kênh dòng của van để làm cho dòng hai pha khí-rắn đồng đều hơn và giảm thiểu sự tích tụ và va chạm của hạt tại điểm uốn của kênh dòng.

Thêm khu vực đệm: Đặt một thiết bị đệm trước khi luồng không khí đi vào van cửa để làm chậm các hạt di chuyển nhanh trước khi vào van, từ đó giảm lực tác động.

Tối ưu vật liệu ghế van: Sử dụng vật liệu chống mài mòn như cacbua, gốm hoặc vật liệu hỗn hợp cho ghế van để cải thiện khả năng chống mài mòn của van.

Lựa chọn vật liệu và công nghệ xử lý bề mặt là rất quan trọng để cải thiện khả năng chống mài mòn của van cổng. Theo dạng cụ thể của mài mòn, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 có thể sử dụng các công nghệ vật liệu sau:

Vật liệu cứng cao: Chọn vật liệu có khả năng chống mài mòn xuất sắc, như carbide wolfram, nitrit silic, vv., để sản xuất các thành phần chính của van. Những vật liệu này có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao, giúp giảm mài mòn một cách hiệu quả.

Công nghệ phủ bề mặt: Áp dụng công nghệ phủ bề mặt tiên tiến, như phun plasma, lớp phủ bằng laser, vv., để tạo ra một lớp phủ chống mài mòn trên bề mặt van, từ đó cải thiện hiệu suất chống xói mòn của van.

Sử dụng vật liệu tự bôi trơn để giảm ma sát giữa các hạt và bề mặt van.

Với sự trợ giúp của công nghệ máy tính hiện đại, luồng hai pha khí-rắn bên trong van cửa có thể được mô phỏng số học. Thông qua phân tích động lực học chất lỏng chính xác, các bộ phận dễ bị mòn trong luồng khí-rắn có thể được xác định và cải tiến mục tiêu có thể được thực hiện. Ví dụ, phần mềm CFD được sử dụng để mô phỏng và phân tích các đường kính hạt khác nhau, vận tốc dòng khí và các thông số cấu trúc của van, đánh giá tác động của chúng đối với mòn, và tối ưu hóa thiết kế để giảm nguy cơ mòn.

Việc kiểm soát hiệu quả lưu lượng hạt và lọc có thể giảm thiểu đáng kể sự mài mòn bên trong van cổng. Một thiết bị lọc phù hợp được đặt tại lối vào của hệ thống van cổng để ngăn chặn các hạt lớn hoặc hạt có độ cứng cao trước khi vào van, tránh sự mài mòn trực tiếp của những hạt này trên van. Đồng thời, kiểm soát lưu lượng của chất lỏng để làm chậm nó trước khi vào van cổng có thể giảm thiểu tác động của các hạt lên tường trong của thân van và giảm thiểu sự mài mòn.

Để xử lý tốt vấn đề mài mòn dưới dòng chảy hai pha khí-rắn, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 có thể áp dụng công nghệ giám sát trực tuyến để theo dõi tình trạng mài mòn của van cổng trong thời gian thực. thông qua cảm biến và hệ thống thu thập dữ liệu, tình trạng mài mòn và các thông số vận hành của van có thể được phát hiện, và các sự cố mài mòn có thể được cảnh báo trước để tránh sự cố đột ngột.

Hơn nữa, hệ thống bảo dưỡng thông minh dựa trên phân tích dữ liệu lớn có thể dự đoán tuổi thọ còn lại của van và cung cấp gợi ý bảo dưỡng thông qua dữ liệu lịch sử và tình trạng vận hành hiện tại, từ đó giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động do mòn và đảm bảo hoạt động liên tục của thiết bị.

Vấn đề mặc của van cổng do dòng chảy hai pha khí-rắn gây ra là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của nó. Thông qua nghiên cứu của bài báo này, được phát hiện rằng nguyên nhân gây mòn chủ yếu liên quan đến các đặc tính của hạt rắn, tốc độ dòng khí, mẫu dòng và thiết kế cấu trúc của van. Xem xét các yếu tố này, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 có thể cải thiện chất lượng và độ bền của sản phẩm van cổng một cách hiệu quả bằng cách tối ưu hóa thiết kế cấu trúc van, áp dụng vật liệu hiệu suất cao và công nghệ xử lý bề mặt tiên tiến, áp dụng mô phỏng số, kiểm soát tốc độ dòng và lọc, và giám sát trực tuyến và bảo trì thông minh.

Trong tương lai, với việc nghiên cứu sâu hơn về dòng chảy hai pha khí-rắn và sự tiến bộ liên tục của vật liệu mới và công nghệ sản xuất thông minh, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 dự kiến sẽ đạt được nhiều đột phá hơn trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển chất lượng cao cũng như sản xuất van cổng, và thúc đẩy việc nâng cấp công nghệ và phát triển của ngành công nghiệp.