Узнайте о распространенных проблемах, которые могут возникнуть с регулирующими клапанами, и методах их устранения.

Эта статья основана на исследовании, проведенном Мухаммадом Асимом Ниази.

Регулирующие клапаны необходимы для систем управления технологическими процессами и управления потоком жидкости. Они срабатывают в ответ на сигнал от главного контроллера или программируемого логического контроллера (ПЛК). ПЛК непрерывно отслеживает различные входы и программируется для управления регулирующими клапанами в зависимости от требований процесса.

Типы и области применения регулирующих клапанов

Почти во всех отраслях промышленности регулирующие клапаны используются для регулирования различных технологических параметров, включая давление, расход, уровень и температуру. Поток жидкости напрямую влияет на эти технологические параметры, и регулирующие клапаны могут эффективно влиять на эти технологические параметры.

Давление: клапан программируется на обеспечение потока жидкости до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое давление в таких системах, как паровые стерилизаторы или сжатый газ в воздушном компрессоре.

Поток: Клапаны могут управлять потоками подаваемой воды или сжатого воздуха к различным пневматическим компонентам на объекте.

Уровень: Регулирующие клапаны могут открываться или закрываться для изменения уровня жидкости в сосуде, например, в упаковке, где для конечного продукта требуются точные уровни наполнения бутылок или стеклянных флаконов.

Температура: В некоторых случаях, например, в паровом автоклаве, клапаны контролируют температуру, пропуская или останавливая поток жидкости и изменяя внутреннее давление.

Распространенные проблемы с регулирующими клапанами

Как и все компоненты процесса, регулирующие клапаны также подвержены проблемам. Эти проблемы влияют на процесс. Некоторые распространенные проблемы с регулирующим клапаном включают несоответствие размера, утечку и неправильную калибровку.

Несоответствие размера клапана (размер корпуса и порта)

Несоответствие размера означает, что размер регулирующего клапана не соответствует требованиям к потоку жидкости. Это происходит, когда клапан слишком большой или слишком маленький.

Слишком большой клапан означает, что его номинальный расход больше, чем требуется процессу. Слишком большие характеристики клапана приводят к пустой трате ресурсов и денег. Во многих случаях, хотя они могут обеспечить требуемый расход, их выход нестабилен и может отклоняться от требуемого расхода.

Номинальный расход недостаточного клапана ниже требуемого процесса. Когда это происходит, регулирующий клапан не может обеспечить требуемый расход, даже если он полностью открыт. Кроме того, когда регулирующий клапан работает на максимальной мощности, он создает давление на корпус клапана, что приводит к сокращению срока службы.

Утечка клапана (внутренняя и внешняя)

Утечка — это нежелательный поток жидкости, приводящий к потере жидкости. Утечки часто неконтролируемы и продолжают течь до тех пор, пока вся жидкость не будет израсходована или основная подача жидкости не будет полностью отключена. Жидкость вытекает либо из корпуса клапана, либо через выходное отверстие.

Внешняя утечка из корпуса происходит из-за ухудшения качества материала клапана или неправильно запечатанных и затянутых фитингов. Это состояние приводит к неспособности корпуса клапана удерживать поток (например, трещина в корпусе).

Внутренняя утечка через клапан означает, что он получает команду на перекрытие потока жидкости, но жидкость продолжает вытекать из выходного отверстия. Распространенной причиной этой утечки является внутренняя проблема седла, вызванная либо старением, либо загрязнением. Внутреннее седло может застрять или повредиться, так что клапан не может реагировать на команду на перекрытие.
Еще одной причиной утечки может быть выравнивание седла. Седло не сидит должным образом на основании клапана, что приводит к потоку жидкости даже в закрытом положении.

Неправильная калибровка элемента привода

Привод регулирующего клапана является управляющим механизмом клапана. Привод получает команды от ПЛК через преобразователь тока в давление (I/P).

Преобразователь I/P преобразует входящий аналоговый токовый сигнал в эквивалентное выходное управляющее давление. Например, в обычной системе 4-20 мА 4 мА от контроллера могут быть равны 0 бар, а 20 мА могут быть сопоставимы с 1,0 бар. Минимальное управляющее давление должно закрыть клапан, а максимальное управляющее давление должно открыть клапан.

Неправильная калибровка исполнительного элемента приводит к неправильному преобразованию входящего сигнала в положение клапана, что приводит к неправильным характеристикам потока жидкости. Уровень сигнала от ПЛК, предназначенный для открытия клапана наполовину, может полностью открыть клапан.

Теперь, когда мы рассмотрели распространенные проблемы, давайте рассмотрим возможные способы устранения неполадок.

Устранение неполадок регулирующего клапана

Поддержание регулирующих клапанов в исправном состоянии продлевает срок службы клапана и, что еще важнее, обеспечивает безопасность процесса. Некоторые стандартные методы устранения неполадок для регулирующих клапанов включают профилактическое обслуживание, удаление влаги и калибровку.

Профилактическое обслуживание

Профилактическое обслуживание может предотвратить потенциальные неисправности, определив источник проблемы и устранив его до того, как он вызовет проблемы.

Во время профилактического обслуживания клапанов следует обратить внимание на следующие важные моменты.

Визуальный осмотр на предмет деградации и коррозии.

Плавное движение механического узла (без вибрации и рывков).

Плотно вставленные пневматические трубки в разъемы.

Протечка, изгиб или изменение цвета пневматических трубок.

Правильная замена компонентов.

Удаление влаги

Обычно в сжатом воздухе содержится влага, которая может контактировать с регулирующим клапаном. Влага проникает в клапан через различные компоненты и влияет на корпус клапана (т. е. коррозия).

Воздушные системы содержат фильтр для сбора влаги, чтобы предотвратить неблагоприятные последствия. Эти влагосборники необходимо часто сбрасывать, чтобы удалить влагу. В противном случае они могут проникнуть в клапан и повредить корпус клапана.

Калибровка позиционера

Позиционерный клапан необходимо регулярно калибровать с выходом преобразователя I/P, чтобы правильно преобразовывать входящий сигнал от ПЛК. Если калибровка не выполнена правильно, он может неправильно преобразовать входящий сигнал, что приведет к неправильным параметрам процесса.

Регулирующие клапаны широко распространены в отрасли и управляют всеми видами жидкостей и газов. Если рассматривать их функции, как и любое устройство, у них есть проблемы и может потребоваться устранение неполадок. Приведенный выше список может быть неполным, но по мере того, как вы будете продолжать расширять свой план предиктивного и профилактического обслуживания, вы узнаете больше о методах устранения неполадок.

Какие проблемы у вас были с вашими регулирующими клапанами? Как вы устраняли неполадки и каков был результат?