孔闆變形(xíng)的事件發(fā)生得(dé)并不多。标準孔闆變形常常表現(xiàn)爲(wèi)a面(迎(yíng)流面(miàn))下凹,b面突出,嚴(yán)重時就像(xiàng)脫了(le)底的鐵(tiě)鍋。如圖(tú)的虛(xū)線所(suǒ)示。
孔(kǒng)闆變形(xíng)後的形(xíng)狀(圖(tú)示)
發(fā)生變形的孔闆(pǎn)往往(wǎng)口徑(jìng)較大(dà),流體溫度高,例(lì)如過(guò)熱蒸汽,孔(kǒng)闆厚(hòu)度相對較(jiào)薄的環室取壓(yā)的節(jiē)流裝置。由(yóu)于加工制(zhì)造時(shí)孔闆和環室溫(wēn)度低,接近室溫(wēn),而在實際使用(yòng)時溫(wēn)度高(gāo),因此它們的(de)幾何尺(chǐ)寸都(dōu)發生了顯著的變化。由于(yú)環室的材(cái)質一般爲碳鋼,線膨(péng)脹系數一般以(yǐ)11×10-6℃-1計,而(ér)孔(kǒng)闆的材質爲(wèi)不鏽(xiù)鋼,線(xiàn)膨脹(zhàng)系數一般以16×10-6℃-1計,所以(yǐ)膨脹系數(shù)的差值爲(wèi)5×10-6℃-1。當節(jiē)流裝(zhuāng)置投(tóu)入使用後,與高(gāo)溫流體(tǐ)接觸,孔(kǒng)闆和環(huán)室都相(xiàng)應膨(péng)脹,其中孔(kǒng)闆外(wài)徑(jìng)膨脹的(de)增量要比(bǐ)環室(shì)相應(yīng)部(bù)位内徑(jìng)膨脹的(de)增量大(dà),所(suǒ)以,加工制造(zào)時必(bì)須通過計(jì)算留有足夠的(de)膨脹間隙(xì)。
變形(xíng)孔闆拆(chāi)開(kāi)檢查(chá)時往(wǎng)往發現上(shàng)述間(jiān)隙并不小(xiǎo),将孔闆與環室(shì)按最高工作溫度計算,仍然有一(yī)定的間隙,既(jì)然如此,爲(wèi)什麽(me)還會出(chū)現(xiàn)變形(xíng)呢?
有一點是可以肯定(dìng)的,即孔(kǒng)闆變形是(shì)由于(yú)受熱(rè)膨(péng)脹後,孔(kǒng)闆外徑與環室(shì)之間的間隙消(xiāo)失,孔闆繼續膨(péng)脹時由于(yú)無法(fǎ)向外(wài)徑(jìng)方向擴(kuò)大,于是在(zài)孔闆(pǎn)兩邊(biān)差壓(yā)的作用下(xià),産生出口側凸出的(de)變形(xíng)。
對發生(shēng)孔(kǒng)闆變(biàn)形的現場進行(háng)調查時,常常會(huì)發現(xiàn)相關聯的(de)線索。
①同正負環(huán)室結合(hé)處洩漏(lòu)有關(guān)。無法(fǎ)用旋(xuán)緊螺栓(shuān)的(de)方法(fǎ)消除(chú)洩漏,于是(shì)拆(chāi)下節流(liú)裝置(zhì)更換(huàn)密封(fēng)墊片(piàn),然後發現(xiàn)孔闆(pǎn)變形(xíng)。
②同天氣有(yǒu)關。節流(liú)裝置本來無洩漏現象(xiàng),由于天氣(qì)暴冷,西北風勁吹,引(yǐn)起正負(fù)環(huán)室結(jié)合處(chù)洩漏。
③同節(jiē)流裝置處絕熱保溫不佳有關(guān)。保溫良好(hǎo)的節流裝置(zhì)未出現(xiàn)洩漏現象。
将上述(shù)相(xiàng)關線索聯(lián)系起(qǐ)來可(kě)對孔闆變(biàn)形原因作(zuò)出推理分析。節(jiē)流裝(zhuāng)置(zhì)設計計(jì)算時,孔闆外徑(jìng)與環室配合(hé)處(chù)的間隙留得足(zú)夠大是(shì)假定孔(kǒng)闆和(hé)環室溫度(dù)相同,但實際上(shàng)不可能相同,孔(kǒng)闆被(bèi)環室(shì)包圍(wéi)着,而且(qiě)有高溫流體爲其提供(gòng)熱量,所以溫度高,得(dé)到(dào)充分膨脹。而(ér)環室(shì)内圓與流(liú)體(tǐ)接(jiē)觸,但(dàn)外圓(yuán)與大(dà)氣接觸(chù),加上“保溫不(bú)佳”、“天氣暴(bào)冷”、“西北風(fēng)勁吹”等因(yīn)素,使其(qí)溫度下(xià)降得很低,從而(ér)導(dǎo)緻(zhì)預留的間隙不夠(gòu)用,引起孔闆變形。
孔闆(pǎn)變形與正負環(huán)室處洩漏相關(guān)聯,如(rú)果不是因(yīn)爲密封(fēng)墊(niàn)片(piàn)損壞造(zào)成洩(xiè)漏,就(jiù)是因爲孔闆變形後導緻正負(fù)環室之間(jiān)的間(jiān)隙增大,密(mì)封(fēng)墊(niàn)片與環(huán)室之間出現(xiàn)縫隙。
(2)孔闆變形(xíng)的解決方(fāng)法(fǎ)
在找到了孔(kǒng)闆變形(xíng)的根本(běn)原因之後,預防孔闆變(biàn)形就有了簡單而(ér)有效(xiào)的方法,即(jí)設計計算(suàn)時,考慮到(dào)環室的溫(wēn)度可(kě)能比孔闆低得(dé)多的實際情況,合理計(jì)算間隙(xì)。計算時環室(shì)外(wài)圓處溫度不應(yīng)高于100℃。
對于(yú)已經變形(xíng)而檢定不(bú)合(hé)格的(de)孔闆隻(zhī)能報廢。
(3)孔(kǒng)闆變形引起的(de)流量(liàng)測量誤差估算(suàn)
孔闆(pǎn)變形對流(liú)量測(cè)量示值的(de)影響,現在(zài)還(hái)沒(méi)有标準,也無實(shí)驗數據(jù),但是影(yǐng)響方(fāng)向是顯而(ér)易見(jiàn)的。
孔闆變(biàn)形的(de)程度差異較大,嚴重變形(xíng)時,其形狀與噴(pēn)嘴有(yǒu)些相似,從(cóng)節流裝置的标(biāo)準知,标準孔闆(pǎn)的流出系數約0.6多一些(xiē),而(ér)噴嘴的流出系數約(yuē)爲0.99,以此爲(wèi)基礎(chǔ)進行分析,孔闆(pǎn)變形後(hòu)其(qí)實際流出(chū)系(xì)數相應(yīng)增大,流(liú)量示值(zhí)相(xiàng)應(yīng)偏低。嚴重(zhòng)變形時,如果假(jiǎ)定其(qí)流出系數與噴嘴(zuǐ)接近,則(zé)流量(liàng)示值将要(yào)降低到(dào)應有示(shì)值的60%左右。因此有理由說(shuō)孔闆(pǎn)變形後流量示(shì)值可能(néng)會(huì)比應(yīng)有示(shì)值低0~40%r。
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