May 12, 2025
Nell'industria chimica, le valvole di controllo sono ampiamente utilizzate, e per la vibrazione della valvola di controllo, alcuni amici non sono molto ben compresi.
La vibrazione della valvola di comando si riferisce al fenomeno di rapida chiusura e apertura della valvola durante il funzionamento.indicando che la valvola di controllo non è in grado di rimanere stabile in una posizione adeguata per mantenere le condizioni di processo previste.
Questa condizione fa sì che la variabile di processo in un sistema a circuito chiuso fluttui intorno al suo punto di impostazione.
Le cause di vibrazione possono essere le seguenti:
Problemi con il controller:Un regolatore impostato in modo non corretto o un guasto dei suoi componenti interni possono causare un segnale di controllo instabile, che a sua volta può causare la vibrazione della valvola.
Disfunzione dei componenti della valvola di comando:L'usura o il danneggiamento di componenti specifici della valvola (come bobine, sedili o attuatori) possono anche causare fenomeni di vibrazione.
Influenza del metodo operativo:A volte, anche se l'hardware stesso non è difettoso, un metodo operativo o una progettazione del processo inappropriati possono innescare vibrazioni.
La vibrazione persistente della valvola non solo compromette le prestazioni del sigillo della ghiandola, ma può anche portare a deviazioni significative dal punto di impostazione desiderato, influenzando la produttività e la qualità del prodotto.Pertanto,, 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.
In questo articolo verranno approfonditi i vari potenziali fattori che causano le vibrazioni delle valvole e come vengono diagnosticati,con l'obiettivo di aiutare i lettori a comprendere e affrontare meglio questa comune ma complessa sfida del controllo industrialeCon la comprensione di queste informazioni, ingegneri e tecnici possono mantenere e ottimizzare in modo più efficace i loro sistemi di controllo per garantire il regolare funzionamento dei processi produttivi.
Cosa causa le vibrazioni della valvola?
1Problemi con il circuito di controllo.
Cambiare la modalità del controller da automatica a manuale e valutare la risposta nel modo usuale per determinare se il problema è all'interno del ciclo.
Se l'oscillazione si interrompe, il circuito è difettoso. Questi problemi si verificano di solito in processi non lineari. A causa degli effetti di isteresi, può verificarsi anche la caccia.Il risultato è che il ciclo di processo si comporta lentamente.
Il controller non è configurato per risolvere questo problema meccanico.Se questo non è indicato nel manuale, può essere dovuta ad altre cause, quali le differenze effettive nelle variabili di processo, le dimensioni delle valvole, ecc.
2. Dimensione della valvola di controllo
La capacità di controllo della valvola è fortemente influenzata dalle dimensioni della valvola di controllo.Il coefficiente di flusso (abbreviato Cv) è la quantità di acqua che può passare attraverso una valvola completamente aperta a 600 ° F con un calo di pressione di 1 psi.
Anche le valvole di controllo della stessa dimensione possono avere valori Cv diversi se lo stile del corpo o gli interni della valvola sono diversi.Il problema del dimensionamento delle valvole di controllo diventa evidente quando il guadagno totale del processo è basso o molto elevatoLe dimensioni delle valvole di controllo sono spesso selezionate in base alla necessità di aumentare il flusso in futuro, il che può comportare che la dimensione della valvola selezionata sia leggermente superiore alle esigenze attuali dell'applicazione.che possono influenzare l'accuratezza del controllo.
Le valvole troppo grandi possono provocare un'apertura e una chiusura eccessive, causando attacchi, danni all'imballaggio e un controllo impreciso.le valvole troppo piccole richiedono un grande calo di pressione per mantenere un corretto flusso e possono non avere la capacità necessaria, aumentando la pressione della pompa e aumentando il rischio di cavitazione. La cavitazione e il lampeggiamento sono i principali problemi che causano danni alle parti interne della valvola di controllo,che a sua volta porta a fluttuazioni nel controllo dei processi.
3. posizionatore di valvola di controllo
Per mantenere l'attuatore della valvola di controllo nella posizione di equilibrio necessaria per controllare le variabili di processo, il posizionatore della valvola viene realizzato regolando la pressione dell'aria.
Dispone di una bobina per controllare il flusso d'aria, ma l'uso prolungato o le particelle di polvere nell'aria possono causare l'usura della bobina, causandone il blocco in una particolare posizione,causando una pressione d'aria anormalmente elevataUna volta che la pressione dell'aria aumenta, la bobina si libera dalla posizione bloccata, innescando un sovraccarico che si traduce in una posizione instabile della valvola, perdita di controllo efficace della valvola e deflessione.
Il posizionatore di valvola può essere esposto a temperature elevate a causa del calore radiante proveniente dai serbatoi di processo circostanti, che può anche essere un fattore che induce il posizionatore a fermarsi,che possono causare danni alle guarnizioni e ai tubi del posizionatoreIl posizionatore utilizza un collegamento di feedback per rilevare la posizione effettiva della valvola per regolare l'uscita.
Se il collegamento di feedback non funziona, ad esempio a causa di forze di fluido o di attrito, la valvola potrebbe non funzionare correttamente.
4. attrito statico durante il percorso della valvola
Quando una valvola incontra attrito statico (ad esempio, rallentamento), smette di muoversi in una posizione specifica e richiede una forza aggiuntiva per riavviare.La causa di questo fenomeno può essere un indurimento della ghiandola o un flusso viscoso all'interno della bobina.
Quando la forza applicata è sufficiente a superare il punto di fermo, la valvola si sposta nella posizione di sovraccarico, causando la variabile di processo a superare il punto di impostazione.Questo stallo può essere osservato monitorando la relazione tra l'uscita del controller e la variabile di processo.
L'attuatore della valvola deve essere di dimensioni adeguate e la coppia sul sigillo della ghiandola deve essere entro limiti accettabili per evitare il blocco.
5. difetti hardware
Inoltre, l'usura all'interno della bobina può causare lo stallo della valvola, impedendo che la valvola si chiuda completamente.Danni alla bobina può causare una valvola di controllo di perdere il controllo nell'alta gamma di funzionamento.
In valvole di controllo, la confezione della ghiandola viene utilizzata per impedire che i mezzi di processo perdano il corpo della valvola.minacciare la sicurezza dell'ambiente di lavoroLe perdite nell'attuatore della valvola sono un altro fattore che può portare alla caccia alla valvola.
La base della valvola è inizialmente posizionata con precisione dal posizionatore della valvola, ma a causa di una perdita, la base continuerà a muoversi, costringendo il posizionatore a regolare ripetutamente l'uscita,Il risultato è una ricerca infinita della posizione dello steloQuesto è uno dei fenomeni comuni di arresto delle valvole di controllo sotto segnali di controllo a stato stazionario.
Come si ferma la vibrazione della valvola?
Analisi e diagnosi dell'oscillazione
Determina la fonte del problema passando il controller in modalità manuale e osservando se l'oscillazione si ferma.Se l' oscillazione si ferma, indica che il problema è dovuto a un problema nel ciclo stesso, che può essere risolto con adeguate regolazioni.
Le oscillazioni interne possono essere causate da una regolazione impropria o da un malfunzionamento della macchina.il problema può derivare da un gruppo di valvole danneggiato o da una modifica dei parametri di processo.
Il blocco e il sovraccarico del posizionatore sono le cause più comuni di blocco della valvola di controllo.La risposta di uscita della valvola in presenza di un fenomeno di aderenza può essere chiaramente dimostrata mediante un grafico.
Quali sono le principali cause del blocco della valvola di controllo?
Per determinare se l'adesione della valvola di comando è dovuta a una regolazione impropria del regolatore o a un guasto meccanico della valvola di comando stessa,si raccomanda di ignorare temporaneamente l'uscita del controller, la pressione costante fornita all'attuatore della valvola di comando e la risposta di uscita osservata.
I potenziometri lineari (trasmettitori di posizione) vengono utilizzati per rilevare il movimento dello stelo, mentre i trasduttori di pressione (positizionatori intelligenti) vengono utilizzati per misurare la pressione di uscita del posizionatore.Collegando questi sensori a un sistema di acquisizione dei dati e visualizzando questi dati utilizzando un software di monitoraggio (come Labview), può essere generato un grafico del percorso dello stelo rispetto all'uscita del controller.
Qual è la causa principale di una valvola di controllo bloccata?
Il microcontrollore riceve segnali di ingresso dal punto di impostazione del controller e dai sensori di pressione.è considerato un comportamento di "caccia" se questa deviazione si verifica più di cinque volteIn questo caso, 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 positionerControllare nuovamente la deviazione dopo alcuni secondi.
Se la deviazione è ridotta, la valvola di controllo e i suoi accessori non sono difettosi.
Tuttavia, se la valvola è ancora difettosa, le parti interne possono essere danneggiate o bloccate a causa del sigillo della ghiandola.Con l'aiuto di un grafico delle zone morte, l'esatta posizione dell'adesione può essere facilmente trovata.
In caso di battuta persistente, ma senza segni di zona morta, la vibrazione si verifica molto probabilmente a causa di danni a un componente come la bobina.Questo metodo può anche aiutare a determinare se il fenomeno di intrappolamento è presente in tutto l'intervallo di controllo o se è limitato a determinati intervalli di funzionamento specifici.
