May 12, 2025
Στην χημική βιομηχανία, οι βαλβίδες ελέγχου χρησιμοποιούνται ευρέως, και για την δόνηση της βαλβίδας ελέγχου, μερικοί φίλοι δεν είναι πολύ καλά κατανοητοί.
Η δόνηση της βαλβίδας ελέγχου αναφέρεται στο φαινόμενο του ταχείου κλεισίματος και ανοίγματος της βαλβίδας κατά τη διάρκεια της λειτουργίας,που υποδεικνύει ότι η βαλβίδα ελέγχου δεν είναι σε θέση να παραμείνει σταθερή σε κατάλληλη θέση για τη διατήρηση των προβλεπόμενων συνθηκών διαδικασίας.
Αυτή η κατάσταση προκαλεί τη μεταβλητή της διαδικασίας σε ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος να κυμαίνεται γύρω από το σημείο ρύθμισης.
Οι αιτίες των δονήσεων μπορεί να περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
Προβλήματα στον ελεγκτή:Η ακατάλληλη ρύθμιση του ελεγκτή ή η βλάβη των εσωτερικών συστατικών του μπορεί να οδηγήσει σε ασταθές σήμα ελέγχου, το οποίο με τη σειρά του μπορεί να προκαλέσει δονήσεις της βαλβίδας.
Απάτη των εξαρτημάτων της βαλβίδας ελέγχου:Η φθορά ή η φθορά συγκεκριμένων εξαρτημάτων της βαλβίδας (όπως τροχούς, καθίσματα ή ενεργοποιητές) μπορεί επίσης να οδηγήσει σε φαινόμενα δονήσεων.
Επίδραση της μεθόδου λειτουργίας:Μερικές φορές, ακόμη και αν το ίδιο το υλικό δεν είναι ελαττωματικό, μια ακατάλληλη μέθοδος λειτουργίας ή σχεδιασμός διαδικασίας μπορεί να προκαλέσει δονήσεις.
Οι συνεχείς δονήσεις της βαλβίδας δεν μειώνουν μόνο τις επιδόσεις της σφραγίδας του αδένα, αλλά μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε σημαντικές αποκλίσεις από το επιθυμητό σημείο ρύθμισης, επηρεάζοντας την παραγωγικότητα και την ποιότητα του προϊόντος.Συνεπώς, it is critical to accurately identify the root cause of vibration in order to implement the necessary corrective actions to resolve the vibration problem and improve the overall performance of the control loop.
Αυτό το άρθρο θα ερευνήσει τους διάφορους πιθανούς παράγοντες που προκαλούν δονήσεις βαλβίδας και πώς διαγιγνώσκονται,με στόχο να βοηθήσει τους αναγνώστες να κατανοήσουν καλύτερα και να αντιμετωπίσουν αυτή την κοινή αλλά περίπλοκη πρόκληση του βιομηχανικού ελέγχουΜε την κατανόηση αυτών των πληροφοριών, οι μηχανικοί και οι τεχνικοί μπορούν να διατηρήσουν και να βελτιστοποιήσουν αποτελεσματικότερα τα συστήματα ελέγχου τους για να εξασφαλίσουν την ομαλή λειτουργία των παραγωγικών διαδικασιών.
Τι προκαλεί τις δονήσεις της βαλβίδας;
1Προβλήματα με τον κύκλο ελέγχου.
Αλλάξτε τη λειτουργία του ελεγκτή από αυτόματη σε χειροκίνητη και αξιολογήστε την απόκριση με τον συνηθισμένο τρόπο για να καθορίσετε αν το πρόβλημα είναι εντός του βρόχου.
Αν η ταλάντευση σταματήσει, ο βρόχος είναι ελαττωματικός.Το αποτέλεσμα είναι ότι ο κύκλος της διαδικασίας συμπεριφέρεται αργά.
Οι βαλβίδες ελέγχου που έχουν κολλήσει και προκαλούνται από προβλήματα βρόχου μπορούν να επιλυθούν με τη σωστή ρύθμιση του ελεγκτή.Εάν αυτό δεν αναφέρεται στο εγχειρίδιο, μπορεί να οφείλεται σε άλλες αιτίες, όπως πραγματικές διαφορές στις μεταβλητές της διαδικασίας, το μέγεθος της βαλβίδας κλπ.
2. Μέγεθος βαλβίδας ελέγχου
Η ελεγκτικότητα της βαλβίδας επηρεάζεται σημαντικά από το μέγεθος της βαλβίδας ελέγχου.Ο συντελεστής ροής (συντομογραφία Cv) είναι η ποσότητα νερού που μπορεί να περάσει μέσα από μια πλήρως ανοιχτή βαλβίδα στους 600 ° F με πτώση πίεσης 1 psi.
Ακόμη και οι βαλβίδες ελέγχου του ίδιου μεγέθους μπορεί να έχουν διαφορετικές τιμές Cv εάν το στυλ σώματος ή τα εσωτερικά της βαλβίδας είναι διαφορετικά.Το πρόβλημα του μεγέθους της βαλβίδας ελέγχου γίνεται εμφανές όταν το συνολικό κέρδος της διαδικασίας είναι χαμηλό ή πολύ υψηλόΤα μεγέθη των βαλβίδων ελέγχου συχνά επιλέγονται με βάση την ανάγκη για μελλοντικές αυξήσεις ροής, γεγονός που μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα το επιλεγμένο μέγεθος βαλβίδας να είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από τις τρέχουσες απαιτήσεις εφαρμογής.που μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια ελέγχου.
Οι βαλβίδες που είναι πολύ μεγάλες μπορούν να οδηγήσουν σε υπερβολικό άνοιγμα και κλείσιμο, προκαλώντας σύγκλιση, βλάβη συσκευασίας και ανακριβή έλεγχο.οι βαλβίδες που είναι πολύ μικρές απαιτούν μεγάλη πτώση πίεσης για τη διατήρηση της σωστής ροής και μπορεί να μην έχουν την απαραίτητη χωρητικότηταΗ καβιτάση και το φλας είναι τα κύρια προβλήματα που προκαλούν βλάβη στα εσωτερικά μέρη της βαλβίδας ελέγχου,που με τη σειρά του οδηγεί σε διακυμάνσεις στον έλεγχο της διαδικασίας.
3. τοποθετητής βαλβίδας ελέγχου
Για να διατηρηθεί ο ενεργοποιητής της βαλβίδας ελέγχου στη θέση ισορροπίας που απαιτείται για τον έλεγχο των μεταβλητών της διαδικασίας, ο τοποθετητής βαλβίδας πραγματοποιείται με ρύθμιση της πίεσης του αέρα.
Διαθέτει τροχιά για τον έλεγχο της ροής του αέρα, αλλά η παρατεταμένη χρήση ή τα σωματίδια σκόνης στον αέρα μπορεί να προκαλέσουν φθορά του τροχιού, προκαλώντας να κολλήσει σε συγκεκριμένη θέση,που οδηγεί σε ασυνήθιστα υψηλή πίεση αέραΜόλις αυξηθεί η πίεση του αέρα, η τροχιά απελευθερώνεται από την κολλημένη θέση, προκαλώντας υπερβολική εκτόξευση που οδηγεί σε ασταθή θέση της βαλβίδας, απώλεια αποτελεσματικού ελέγχου της βαλβίδας και εκτροπή.
Ο ελεγκτής θέσης της βαλβίδας μπορεί να εκτεθεί σε υψηλές θερμοκρασίες λόγω της ακτινοβολούμενης θερμότητας από τις γύρω δεξαμενές διεργασίας, η οποία μπορεί επίσης να είναι ένας παράγοντας που προκαλεί την ακινητοποίηση της βαλβίδας ελέγχου,ενδεχομένως να οδηγήσει σε βλάβη των σφραγίδων και των σωληνώσεων του τοποθετητήΟ τοποθετητής χρησιμοποιεί μια σύνδεση ανατροφοδότησης για να ανιχνεύσει την πραγματική θέση της βαλβίδας για να ρυθμίσει την έξοδο.
Εάν η σύνδεση ανατροφοδότησης αποτύχει, για παράδειγμα λόγω δυνάμεων υγρών ή τριβής, η βαλβίδα μπορεί να μην λειτουργήσει σωστά.
4. Στατική τριβή κατά τη διάρκεια του ταξιδιού της βαλβίδας
Όταν μια βαλβίδα αντιμετωπίζει στατική τριβή (δηλ. ακινητοποίηση), σταματά να κινείται σε μια συγκεκριμένη θέση και απαιτεί πρόσθετη δύναμη για να επανεκκινήσει.Η αιτία αυτού του φαινομένου μπορεί να είναι η σκληρή συσκευασία αδένας ή η ιξώδης ροή εντός του τροχού.
Όταν η δύναμη που ασκείται είναι επαρκής για να ξεπεράσει το σημείο στασιμότητας, η βαλβίδα μετακινείται στην θέση υπερβολής, προκαλώντας την μεταβλητή της διαδικασίας να υπερβαίνει το σημείο ρύθμισης.Αυτή η στάση μπορεί να παρατηρηθεί με την παρακολούθηση της σχέσης μεταξύ της εξόδου του ελεγκτή και της μεταβλητής της διαδικασίας.
Ο ενεργοποιητής της βαλβίδας πρέπει να έχει το κατάλληλο μέγεθος και η ροπή στην σφραγίδα του αδένα να βρίσκεται εντός αποδεκτών ορίων για να αποφεύγεται η καθυστέρηση.
5Ελαττώματα υλικού
Επιπλέον, η φθορά στο εσωτερικό του τροχού μπορεί να προκαλέσει ακινητοποίηση της βαλβίδας, εμποδίζοντας την πλήρη κλεισίμα της βαλβίδας.Η βλάβη του τροχού μπορεί να προκαλέσει μια βαλβίδα ελέγχου να χάσει τον έλεγχο στο υψηλό εύρος λειτουργίας.
Στις βαλβίδες ελέγχου, η συσκευασία αδένων χρησιμοποιείται για να αποτρέψει τη διαρροή μέσων επεξεργασίας από το σώμα της βαλβίδας.απειλώντας την ασφάλεια του εργασιακού περιβάλλοντοςΟι διαρροές στον κινητήρα της βαλβίδας είναι ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να οδηγήσει σε κυνήγι βαλβίδας.
Το στέλεχος της βαλβίδας αρχικά τοποθετείται με ακρίβεια από τον τοποθετητή βαλβίδας, αλλά λόγω διαρροής, το στέλεχος θα συνεχίσει να κινείται, αναγκάζοντας τον τοποθετητή να ρυθμίζει επανειλημμένα την έξοδο,που οδηγεί σε μια ατελείωτη αναζήτηση για τη θέση του βλαστούΑυτό είναι ένα από τα συνηθισμένα φαινόμενα απορροφής για βαλβίδες ελέγχου υπό σήματα ελέγχου σταθερής κατάστασης.
Πώς να σταματήσεις τις δονήσεις της βαλβίδας;
Ανάλυση και διάγνωση της ταλάντευσης
Για να προσδιορίσετε την πηγή του προβλήματος, μετατρέψτε τον ελεγκτή σε χειροκίνητη λειτουργία και παρακολουθήστε για να δείτε αν η ταλάντευση σταματά.Αν η ταλάντευση σταματήσει, δείχνει ότι το πρόβλημα οφείλεται σε πρόβλημα στον ίδιο τον βρόχο, το οποίο μπορεί να επιλυθεί με κατάλληλες προσαρμογές.
Αν η βαλβίδα εξακολουθεί να παρουσιάζει ακανόνιστη συμπεριφορά σε χειροκίνητη λειτουργία, η συσκευή πρέπει να χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση της δυσλειτουργίας.το πρόβλημα μπορεί να οφείλεται σε βλάβη του συνόλου βαλβίδας ή σε αλλαγή των παραμέτρων της διαδικασίας.
Η προσκόλληση και η υπέρβαση του τοποθετητή είναι οι πιο συχνές αιτίες προσκόλλησης της βαλβίδας ελέγχου.Η αντίδραση της βαλβίδας στην έξοδο κατά την παρουσία ενός φαινομένου κολλήσεως μπορεί να αποδειχθεί με σαφήνεια με τη βοήθεια ενός γραφήματος.
Ποιες είναι οι κύριες αιτίες της κολλήσεως της βαλβίδας ελέγχου;
Για να προσδιοριστεί αν η κολλή της βαλβίδας ελέγχου οφείλεται σε εσφαλμένη ρύθμιση του ελεγκτή ή σε μηχανική βλάβη της ίδιας της βαλβίδας ελέγχου,συνιστάται η προσωρινή παράκαμψη της εξόδου του ελεγκτή., η σταθερή πίεση που τροφοδοτείται στον κινητήρα της βαλβίδας ελέγχου και η παρατηρούμενη απόκριση εξόδου.
Τα γραμμικά δυνατομετρικά (μεταβιβαστήρια θέσης) χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της κίνησης του στέλεχους, ενώ οι μετατροπέες πίεσης (έξυπνοι τοποθετητές) χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της πίεσης εξόδου του τοποθετητή.Με τη σύνδεση αυτών των αισθητήρων σε ένα σύστημα απόκτησης δεδομένων και την οπτικοποίηση αυτών των δεδομένων χρησιμοποιώντας λογισμικό παρακολούθησης (όπως το Labview), μπορεί να παραχθεί ένα γράφημα της διαδρομής του στύλου έναντι της εξόδου του ελεγκτή.
Ποια είναι η κύρια αιτία μιας κολλημένης βαλβίδας ελέγχου;
Ο μικροελεγκτής λαμβάνει σήματα εισόδου από το σημείο ρύθμισης του ελεγκτή και τους αισθητήρες πίεσης.Θεωρείται συμπεριφορά " κυνηγιού " εάν η απόκλιση αυτή εμφανίζεται περισσότερες από πέντε φορές.Σε αυτή την περίπτωση, the output of the controller is isolated and the current-to-pressure converter (I-P converter) automatically generates a pressure corresponding to the setpoint and provides it as input to the control valve positionerΕλέγξτε την απόκλιση ξανά μετά από λίγα δευτερόλεπτα.
Εάν διαπιστωθεί ότι η απόκλιση είναι μικρότερη, η βαλβίδα ελέγχου και τα εξαρτήματά της δεν είναι ελαττωματικά.
Ωστόσο, εάν η βαλβίδα εξακολουθεί να είναι ελαττωματική, τα εσωτερικά μέρη μπορεί να υποστούν ζημιές ή να κολλήσουν λόγω της σφραγίδας του αδένα.Με τη βοήθεια ενός γραφήματος με νεκρές ζώνες, η ακριβής τοποθεσία της κολλήματος μπορεί εύκολα να βρεθεί.
Σε περίπτωση επίμονου χτυπήματος, αλλά χωρίς ενδείξεις νεκρής ζώνης, οι δονήσεις είναι πιθανό να οφείλονται σε βλάβη ενός στοιχείου, όπως το τροχόσπιτο.Η μέθοδος αυτή μπορεί επίσης να βοηθήσει στο να προσδιοριστεί εάν το φαινόμενο παγίδευσης είναι παρόν σε ολόκληρο το εύρος ελέγχου ή περιορίζεται σε ορισμένα συγκεκριμένα διαστήματα λειτουργίας..
