فلشینگ (Flashing) در کنترل ولوها (Control Valves) ،  شناسایی علل این پدیده و راه حل هایی برای آن

فلشینگ (Flashing) در کنترل ولو :

فلشینگ زمانی اتفاق می افتد که سیال (مایع) از کنترل ولو عبور می کند و بخشی از مایع تبدیل به بخار شده و در نتیجه جریان سیال کند می گردد در این حالت فشار مایع از فشار بخار آن کمتر می گردد (P2>Pv) به عبارتی اگر فشار بعد از شیر به اندازه ای پایین بماند که بخار دوباره به مایع تبدیل نگردد بخار در سیستم باقی مانده و پدیده Flashing ایجاد می شود (فشار خروجی شیر کمتر از فشار بخار مایع می باشد).

فشار بخار مقداری از فشار است که مایع را تبدیل به بخار می نماید در این حالت دما ثابت است اما فشار تغییر می کند که باعث ایجاد پدیده Flashing می گردد. برعکس زمانی که دما تغییر کرده ولی فشار ثابت باشد پدیده دیگری به نام Boilling اتفاق خواهد افتاد.

Untitled2

سیالات بایستی زمانی که به یک سطح جریان کوچکتر می رسند شتاب بگیرند تا مقدار جریان حجمی خود را حفظ نمایند اما اگر حباب ایجاد شود سرعت جریان کاهش پیدا می کند این پدیده می تواند بدون توجه به نوع مایع اتفاق افتد. حتی آب نیز می تواند باعث ایجاد Flashing شود در این حالت مایع مانند ذرات جامد به بدنه شیر برخورد می کند.

شیر به خودی خود نمی تواند جلوی Flashing را بگیرد به دلیل اینکه Flashing تحت تاثیر شرایط عملکردی و خواص سیال بوجود می آید. عواملی که بروی Flashing تاثیر می گذارند عبارتند از :

  • سرعت جریان
  • ویسکوزیته سیال
  • افت فشار
  • میزان خورنده بودن سیال
  • شکل هندسی بدنه شیر

با این وجود اقداماتی را می توان انجام داد تا شدت Flashing و میزان آسیب به شیر کاهش پیدا نماید.


آسیب های ناشی از Flashing :

آسیب‌های ناشی از فلشینگ عبارتند است :

  • کاویتاسیون:

کاهش فشار ناگهانی در شیر کنترل می‌تواند باعث تشکیل حباب‌های بخار شود. این حباب‌ها با رسیدن به نواحی با فشار بالاتر می‌ترکند و امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند که به سطوح شیر برخورد کرده و باعث ایجاد حفره و فرسایش می‌شوند. 

  • فرسایش:

ذرات مایع با سرعت بالا به سطوح شیر برخورد می‌کنند و باعث تغییر شکل و حذف مواد سطح می‌شوند. این فرسایش می‌تواند به صورت یک سطح صاف و صیقلی یا به صورت حفره‌های ریز ظاهر شود. 

  • صدا و لرزش:

برخورد ذرات مایع با سرعت بالا می‌تواند باعث ایجاد صدا و لرزش در شیر و سیستم لوله‌کشی شود که این مسئله می‌تواند به سایر اجزای سیستم آسیب برساند. 

  • کاهش عملکرد:

آسیب‌های ناشی از فلشینگ می‌تواند منجر به کاهش عملکرد کنترل ولو و عدم توانایی در کنترل دقیق جریان سیال شود همچنین می تواند بخار ناخواسته را وارد لوله های بعد از شیر نماید.

Untitled 1
Untitled4

 

تفاوت Flashing در Globe Valve نسبت به Butterfly Valve :

این پدیده در Globe Valve نسبت به Butterfly Valve متفاوت می باشد. در Globe Valve : ساختار به گونه ای است که سیال در هنگام عبور تغییر مسیر می دهد. این تغییر مسیر باعث ایجاد افت فشار شدید موضعی در ناحیه نشیمنگاه (Seat) می شود. اگر فشار در این نقطه به زیر فشار بخار برسد، فلشینگ در محل سیت ولو رخ می دهد. بنابراین بیشترین آسیب به Seat و Plug وارد می شود.

 

در Butterfly Valve : جریان در باترفلای ولو تقریبا مستقیم است و تنها با مانع صفحه دیسک مواجه می شود. افت فشار موضعی به شدت گلاب ولو نیست و فلشینگ در اطراف لبه های دیسک اتفاق می افتد. به دلیل سطح تماس وسیعتر و مسیر جریان بازتر در باترفلای ولو، آسیب به صورت سایش تدریجی روی دیسک و بدنه است و کمتر شکل نقطه ای شدید مثل گلاب ولو و در ناحیه سیت رخ خواهد داد.

Untitled5

چگونه Flashing  را تشخیص دهیم؟

با بازرسی چشمی از شیر می توان اثرات Flashing را بروی ولو پیدا نمود به طور کلی سطح شیر به صورت صاف و براق به نظر می رسد همچنین می توان زمانی که ولو در حال کارکردن است به صدای آن گوش داد. Flashing معمولاً صدایی مثل عبور شن درون ولو دارد.

 

راه حل هایی برای Flashing :

راه های مختلفی وجود دارد که می توان آسیب ناشی از Flashing را کاهش داد :

Ø     یک راه افزایش سایز ولو جهت کاهش سرعت جریان خروجی می باشد.

Ø     کاهش یا جلوگیری از اثرات برخورد ذرات ناشی از Flashing به بدنه ولو

Ø     استفاده از مواد مقاوم به سایش در قسمت های داخلی شیر

Ø     کاهش سرعت جریان سیال

Ø     کاهش اختلاف فشار از طریق طراحی مناسب ولو

Ø     انتخاب شیری که در آن تغییرات جهت سیال کمتر بوجود می آید. این موضوع باعث برخورد کمتر ذرات مایع به سطح شیر می شود.

Ø     انتخاب شیرهایی که طراحی خاص برای مقابله با Flashing  دارند (مثل V-ball و Cage guided)

 

Ø     شیر را در یک منطقه پرفشار قرار دهید. این امر احتمال کاهش فشار سیال به اندازه ای که Flashing رخ دهد را کاهش می دهد.