生产过程自动化是大规模工业生产中保证效率和质量的重要手段。在生产过程自动化中，用于控制流体流量的调节阀已广泛应用于石油、化工、电站、轻工、造纸、医药、船舶、市政等行业的工业自动化系统中。调节阀在稳定生产、优化控制、维护和检修成本控制方面起着重要作用。因此，如何选择和应用好调节阀，使调节阀能够高水平运行是一个关键问题。本文主要对控制阀的闪蒸、气蚀、防堵和噪声进行分析和讨论。
调节阀的闪蒸和汽蚀
空化是水力流动的一种现象。产生气蚀的直接原因是管道流体因阻力突变而产生的闪蒸和气蚀。当流体流经调节阀的节流口时，流量突然急剧增加。根据流体能量守恒定律，当流量增加时，静压会突然下降。当出口压力达到或低于流体的饱和蒸汽压时，部分液体汽化成气体，形成蒸汽与气体混合的小气泡，出现气液共存现象，这就是闪蒸的形成。如果下游压力高于液体的饱和蒸汽压，气泡会在高压作用下迅速凝结并破裂，在气泡破裂的瞬间形成冲击力。这种冲击力会冲击阀芯、阀座和阀体，使其表面产生塑性变形，形成粗糙的蜂窝状渣孔。这种现象就是空化，是空化形成的过程。因此，气蚀会导致严重的噪声、振动和材料损坏。
1.1选择
(1)选择压力恢复系数小的阀门。
在工艺条件允许的情况下，尽量选择压力恢复系数小的阀门，如球阀、蝶阀等。如果工艺条件一定要使调节阀的压差△P >△PT(发生汽蚀的临界压差)，可以串联使用两个调节阀，使每个调节阀的压差△P小于△PT，不会发生汽蚀。如果阀门的压差△P小于2.5MPa，一般不会发生气蚀，即使发生气蚀也不会对材料造成严重损伤。
(2)选择角度调节阀。
由于角阀内的介质直接流向阀体内部的下游管道中心，而不是直接撞击壁面，因此可以大大减少饱和气泡撞击阀体壁面的次数，从而减弱闪蒸的破坏力。
1.2材料的抗气蚀性
从气蚀的直接结果来看，损坏是因为材料的硬度不足以抵抗气泡破裂释放的冲击力。所以从这个角度来说，可以考虑使用高硬度的材料。通常，常用的方法是在不锈钢基体上堆焊或喷焊合金，在流体气蚀处形成硬化表面。硬化面损坏时，可进行二次堆焊或喷焊，可延长设备使用寿命，降低企业维护成本。
1.3调节阀的结构
由于气蚀是由压力的突然变化引起的，系统要求的压降不能降低，所以可以采用多级阀芯结构，在这种结构中，一个大的压力变化被分解成若干次。这种结构的阀芯可以将总压差分成几个小压差，逐级降压，使每一级都不超过临界压差。或特殊结构设计的阀芯和阀座，如迷宫式阀芯、叠片阀芯等。，能使高速流体通过阀芯和阀座时每一点的压力高于该温度下的饱和蒸汽压，或使液体相互碰撞，造成通道间的高度湍流，使液体的动能因相互摩擦而变成热能，可减少气泡的形成。
1.4空化系数
不同结构的阀门气蚀系数不同，计算公式如下:
画
式中:H1——阀门(出口)后的压力m；
H2——大气压下的饱和蒸汽压与其温度之差m；
△P-阀门前后的压差m。
由于各种阀门的结构不同，允许的汽蚀系数δ也不同。如果计算的空化系数大于允许的空化系数，则说明是可用的，不会发生空化。如果蝶阀的允许气蚀系数为2.5，则:
当δ > 2.5时，不会发生气蚀。
当2.5 > δ > 1.5时，会发生轻微的气蚀。
当δ < 1.5时，发生振动。
当δ < 0.5继续使用时，阀门和下游管道将被损坏。气蚀发生时看不到阀门的基本特性曲线和运行特性曲线，更不用说阀门达到运行极限时了。从上面的计算可以清楚地看出。从以上计算中，不难看出气蚀与阀后的压力H1密切相关。增加H1显然会改变这种情况。改进方法是:
将阀门安装在管道的低点。
在阀门后面的管道上安装孔板以增加阻力。
阀门出口打开，直接使用储水器，增加了气泡破裂的空间，减少了气蚀。
调节阀堵塞
用于泥浆、纸浆、纸浆、烧碱等场合时，阀门堵塞是常见故障之一。除了介质不干净造成的堵塞外，管道内的焊渣、铁屑也会造成阀门堵塞。因此，在这些条件下选择调节阀时，必须考虑不同阀型的防堵功能。一般来说，应考虑以下几个方面:
(1)流路越平滑，过渡越平滑越好；
(2)根据计算，如有必要，应减小阀座直径以提高节流速度来改善“自洁”性能；
(3)具有足够刚度和推力(扭矩)的执行器；
(4)角行程阀远优于直行程阀。角行程阀克服了直行程阀流路复杂、上下导向容易堵塞的问题。当介质流过角行程阀时，好像是直接流入流出。最典型的就是“O”型球阀，它和直管一样具有最好的防堵性能。其次是全功能超轻阀、蝶阀等。
调节阀噪音
调节阀噪声是石油化工生产中的主要污染源。为防止调节阀的噪声，应采取三项措施。
1.振动产生的噪音
振动产生的噪音一般来自于阀芯的振动。比如阀芯在套筒内水平运动时，阀芯与套筒之间的间隙可以尽可能小，也可以使用表面较硬的套筒。如阀芯或其他部件，它们都有一个固有振动频率。为此，可以通过特殊的铸造或锻造来改变阀芯的特性，必要时可以更换其他类型的阀芯。比如阀芯摆动位移引起的流体压力波动产生的噪声，一般是调节回路的执行机构等阻尼因素造成的。为此，可以重新调整阻尼系数，或者可以在阀芯的移动方向上增加阻尼装置。
2.高速气流引起的空气动力声。
目前，避免气动噪声的方法有三种。首先要消除噪声源，通过调节阀限制流体速度；其次，采用特殊结构的阀体，使流体通过阀芯和阀座的曲折流路逐渐减速；第三，应采用多孔限流板，吸收调节阀后的部分压降，从而降低通过调节阀的流量，从而达到降噪的目的。
3.防止流体动力噪音。
气蚀的同时，噪声和振动也随之出现。这种噪声，也叫流体动力噪声，如何避免气蚀，前面已经介绍过了。
总之，调节阀的选择要因地制宜，在实践过程中不断总结创新，使调节参数得到很好的控制，大大提高调节阀的使用寿命。
