FESTO電磁閥蝕性能仿真分析與試驗研究
    用1.1倍公稱壓力的室溫水，水中可含有水溶油或防銹劑，按規定的入口方向輸入調節閥的閥體，另一端封閉，同時使閥桿每分鐘作1～3次往復動作，持續時間不少于3min。觀察調節閥填料函及其他連接處有無無滲漏現象。試驗后應排空，必要時應清洗和干燥。
    3         氣室密封性
    將設計規定的額定壓力的氣源通入密封氣室中，切斷氣源，觀察在5min內薄膜氣室內或氣缸各氣室內壓力降低值。對于無內漏可能的執行機構氣室，可在氣室的各密封處涂上肥皂水，檢查有無滲漏，對于小規格的執行機構還可以直接浸在水中，檢查有無滲漏。
    4         基本誤差
    將規定的輸入信號平穩地按增大或減小方向輸入執行機構氣室（或定位器），測量各點所對應的行程值，并按公式（1）計算實際“信號--行程”關系與理論關系之間的各點誤差，其大值即為基本誤差。
    1)FESTO電磁閥材質特點。閥體材質為4130, HB197-235;閥芯材質均為碳化鎢, HRA90-93。
    2)FESTO電磁閥沖蝕特點。電子顯微鏡觀測下閥體切片, 出現微切削和犁溝;閥芯沖蝕坑兩邊形成凸起的唇片, 并呈波紋漣漪狀。
    3) FESTO電磁閥沖蝕理論。綜合分析確定, 微切削模型理論、鍛造擠壓理論能揭示巖屑沖蝕節流閥的行為。兩套模型理論并非各自獨立地簡單拼湊, 而是相互補充, 從不同角度、不同的沖蝕階段來闡述節流閥不同位置的沖蝕現象, 進而確立節流閥沖蝕磨損機理。
    根據節流閥沖蝕機理, 確定采用如下沖蝕計算模型[11]:
    FESTO電磁閥為沖蝕磨損速率, kg/ (m2·s) ;C (dpn) 為顆粒直徑的函數, m;f (α) 為顆粒對靶面攻角的α函數, 是顆粒相對于靶材面速度的函數, m/s;Awall節流閥內表面單位沖蝕面積, 為顆粒的質量流量, kg/s;n表示大加重材料顆粒數。
    2 仿真分析與試驗研究
    FESTO電磁閥在混氣重泥漿條件下分別進行動態模擬試驗, 檢驗3種類型節流閥在實施節流壓井時的性、耐沖蝕性和對井控技術與井控工藝要求的符合性、適應性, 為節流壓井作業提供決策依據。
    1) FESTO電磁閥新型筒式閥芯采用圓柱形結構, 閥芯、閥座均為對稱結構, 閥芯、閥座采用碳化鎢合金, HRA92, 可提高抗沖蝕能力, 且可調換方向安裝, 其過流面積與開度如圖1所示。
    2) FESTO電磁閥該閥是為了解決針形節流閥易斷裂而研制的, 閥芯采用楔形結構, 閥芯閥座同樣采用碳化鎢合金, HRA94, 其過流面積與開度如圖2所示。
    a 閥芯
    b 過流面積開度
    圖1 新型筒式節流閥閥芯及過流面積-開度示意
    a 閥芯
    b FESTO電磁閥楔形閥閥芯及過流面積-開度示意
    3) 孔板式節流閥。閥瓣的流通截面形狀為扇形, 閥瓣分為上、下兩部分。固定下閥瓣, 旋轉上閥瓣, 可以調整流通面積, 實現對流量的控制和調節, 閥芯閥座也采用碳化鎢合金[13,14]、HRA92, 其過流面積與開度如圖3所示。
    a 閥芯
    b 過流面積開度
    FESTO電磁閥閥芯及過流面積-開度示意
    2.FESTO電磁閥根據3類型閥過流面積與開度示意圖, 在大過流面積一致的前提下, 針對不同的閥芯位移值 (如表1所示) , 開展了相同條件下新型筒式節流閥、楔形節流閥和孔板節流閥的流場和沖蝕有限元仿真分析。
    FESTO電磁閥位置及過流面積
    FESTO電磁閥對于新型筒式節流閥, 由于圓柱形閥芯具有結構對稱的特點, 其流場較平穩, 過流面為對稱環形, 流體流過節流面時, 流體沖蝕力減弱, 減小了對下游設備的沖蝕, 受力的集中區域為閥芯與閥座節流面小的區域, 閥芯節流面段出現環狀痕跡, 如圖4所示。
    FESTO電磁閥新型筒式節流閥分析結果
    FESTO電磁閥對楔形節流閥進行沖蝕數值模擬分析, 速度場分布如圖所示, 可知在楔形閥的閥芯與閥座結合的部位存在應力集中區, 且下游變徑處存在單側高速線
    在試驗過程中，環境溫度的變化應不大于1℃每10min，并應在試驗報告中注明實際的試驗條件。
    2         填料函及其他連接處的密封性