December 31, 2024
La vanne de régulation pneumatique est l'un des instruments de contrôle des processus industriels largement utilisés dans les entreprises pétrolières, chimiques, électriques, métallurgiques et autres entreprises industrielles. La vanne de contrôle de la production chimique dans le système de régulation est essentielle, elle est composée d'un système d'automatisation industrielle qui constitue un maillon important, tel que l'automatisation du processus de production des mains et des pieds.
Principe de fonctionnement
La vanne de commande pneumatique sert à l'air comprimé comme source d'énergie, au cylindre comme actionneur et, à l'aide d'un positionneur de vanne électrique, d'un convertisseur, d'une électrovanne, d'une vanne de maintien et d'autres accessoires, pour entraîner la vanne, réaliser la commutation ou le réglage proportionnel, recevoir des signaux de commande du système de contrôle d'automatisation industrielle pour compléter l'ajustement des supports du pipeline : débit, pression, température et autres paramètres de processus. La vanne de régulation pneumatique se caractérise par un contrôle simple, une réponse rapide et une sécurité intrinsèque, sans qu'il soit nécessaire de prendre des mesures antidéflagrantes supplémentaires.
Principe de fonctionnement de la vanne de régulation pneumatique
Les vannes de régulation pneumatiques sont généralement composées d'actionneurs pneumatiques et de vannes de régulation connectées à l'installation et à la mise en service. Les actionneurs pneumatiques peuvent être divisés en simple effet et double effet. Deux types d'actionneurs à simple effet ont des ressorts de réarmement, tandis que les actionneurs à double effet n'en ont pas. avoir des ressorts de réarmement. Actionneur à simple effet, pouvant être en perte d'origine ou en panne soudaine, retour automatique à la vanne initialement réglée en état d'ouverture ou de fermeture.
Vanne de commande pneumatique selon la forme d'action du type ouvert au gaz et du type fermé au gaz, deux types, c'est-à-dire le type dit normalement ouvert et normalement fermé, la vanne de commande pneumatique ouverte au gaz ou fermée au gaz, généralement par l'action positive et négative de l'actionneur et la structure d'état de la vanne des différentes manières d'assemblage à réaliser.
Mode d'action de la vanne de commande pneumatique
Le type ouvert à l'air (type normalement fermé) se produit lorsque la pression de l'air sur la tête du diaphragme augmente, la vanne agit dans le sens d'une augmentation de l'ouverture et lorsque la limite supérieure de la pression de l'air d'entrée est atteinte, la vanne est complètement en position ouverte. état ouvert. A l'inverse, lorsque la pression de l'air diminue, la vanne se déplace dans le sens de la fermeture, et lorsqu'il n'y a pas d'air d'entrée, la vanne est complètement fermée. Gu généralement, nous appelons la vanne de régulation de type ouvert à l'air la vanne de type fermeture par défaut.
Le type fermé à l'air (type normalement ouvert) fonctionne exactement dans la direction opposée au type ouvert à l'air. Lorsque la pression de l'air augmente, la valve ferme le sens d'action ; la pression de l'air diminue ou pas de pression d'air, la vanne doit ouvrir la direction ou être complètement ouverte jusqu'à. Gu habituellement, nous appelons la vanne de régulation de type air fermé en cas de non-ouverture de la vanne de type.
Le choix de l'air ouvert et de l'air fermé est basé sur la sécurité du processus de production à prendre en compte. Lorsque la source de gaz est coupée, que la vanne de régulation soit en position fermée ou en position ouverte est sûre.
Par exemple, un contrôle de combustion d'un four de chauffage, des vannes de régulation installées dans le gazoduc combustible, en fonction de la température de la chambre du four ou de la température du matériau chauffé à la sortie du four pour contrôler l'alimentation en carburant. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser une vanne gaz ouverte pour plus de sécurité, car une fois l'alimentation en gaz arrêtée, il est plus approprié que la vanne soit fermée plutôt que complètement ouverte. Si l'alimentation en gaz est interrompue, le robinet de carburant est complètement ouvert, ce qui entraînera un risque de surchauffe. Un autre exemple est un équipement de transfert de chaleur refroidi par eau de refroidissement, les matériaux chauds dans l'échangeur de chaleur et l'eau de refroidissement pour l'échange de chaleur sont refroidis, la vanne de régulation est installée dans le tuyau d'eau de refroidissement, avec la température du matériau après le transfert de chaleur pour contrôler le eau de refroidissement, en cas d'interruption de l'alimentation en gaz, la vanne de régulation doit être en position ouverte pour plus de sécurité, il est préférable de choisir la vanne de régulation d'arrêt de gaz (c'est-à-dire FO).
Positionneur de vanne
Le positionneur de vanne est l'accessoire principal de la vanne de régulation, et la vanne de régulation pneumatique supporte grandement l'utilisation du régulateur, il accepte le signal de sortie du régulateur, puis son signal de sortie pour contrôler la vanne de régulation pneumatique, lorsque l'action de la vanne de régulation, le déplacement de la tige de vanne et via le retour du dispositif mécanique au positionneur de vanne, l'état de la position de la vanne via le signal électrique envoyé au système supérieur. Le positionneur de vanne, en fonction de sa forme structurelle et de son principe de fonctionnement, peut être divisé en positionneur de vanne pneumatique, positionneur de vanne électrique à gaz et positionneur de vanne intelligent.
Le positionneur de vanne peut augmenter la puissance de sortie de la vanne de régulation, réduire l'hystérésis de transmission du signal de régulation, accélérer la vitesse de déplacement de la tige de vanne, améliorer la linéarité de la vanne, surmonter le frottement de la tige de vanne et éliminer l'influence de la force de balourd, de manière à assurer le bon positionnement de la vanne de régulation.
L'actionneur est divisé en actionneurs pneumatiques, actionneurs électriques, course droite, course angulaire. Il est utilisé pour ouvrir et fermer toutes sortes de vannes, planches à vent, etc. automatiquement et manuellement.
Principes d'installation des vannes de régulation pneumatique
(1) La position d'installation de la vanne de commande pneumatique, depuis le sol nécessite une certaine hauteur, la vanne doit laisser un certain espace au-dessus et en dessous, afin d'effectuer le démontage et la réparation de la vanne. Pour équipé d'un positionneur de vanne pneumatique et d'une vanne de commande à volant, il faut s'assurer que le fonctionnement, l'observation et le réglage sont pratiques.
(2) la vanne de régulation doit être installée dans la canalisation horizontale, et de haut en bas avec la canalisation perpendiculaire à la vanne générale pour être soutenue pour garantir la stabilité et la fiabilité. Pour des occasions spéciales, la nécessité d'une installation horizontale de la vanne de régulation dans la canalisation verticale, la vanne de régulation doit également être soutenue (sauf pour la vanne de régulation de petit diamètre). Installation, pour éviter une contrainte supplémentaire sur la vanne de régulation).
(3) La température de l'environnement de travail de la vanne de régulation doit être de (-30 ~ + 60). L'humidité relative n'est pas supérieure à 95 %. 95 % et l'humidité relative n'est pas supérieure à 95 %.
(4) la vanne de régulation avant et après la position doit être une section de tuyau droite, d'une longueur d'au moins 10 fois le diamètre du tuyau (10D), afin d'éviter que la section de tuyau droite de la vanne ne soit trop courte et n'affecte les caractéristiques d'écoulement. .
(5) Le calibre de la vanne de régulation et de la tuyauterie de procédé n'est pas le même et doivent être connectés à l'aide d'un réducteur. Lors de l'installation d'une vanne de régulation de petit calibre, un raccord fileté peut être utilisé. La flèche de direction du fluide sur le corps de la vanne doit être cohérente avec la direction du fluide.
(6) Pour installer la tuyauterie de dérivation. Le but est de faciliter la commutation ou le fonctionnement manuel, peut-être dans le cas d'une maintenance continue de la vanne de régulation.
(7) Les vannes de régulation doivent être soigneusement retirées du pipeline avant l'installation de corps étrangers, tels que de la saleté ou des scories de soudage.
Pannes courantes et manipulation
1. La vanne de régulation ne fonctionne pas
Confirmez d’abord si la pression de la source d’air est normale, recherchez la panne de la source d’air. Si la pression de la source d'air est normale, déterminez la sortie de l'amplificateur du positionneur ou du convertisseur électrique/gaz ; S'il n'y a pas de sortie, le trou d'étranglement constant de l'amplificateur est bloqué ou l'humidité dans l'air comprimé s'est accumulée dans le robinet à tournant sphérique de l'amplificateur. Utilisez un petit fil d'acier pour déboucher le trou d'accélérateur constant, enlever la saleté ou nettoyer la source d'air.
Si tout ce qui précède est normal, il y a un signal mais aucune action, alors une défaillance de l'actionneur, une tige de vanne pliée ou un tiroir bloqué. Dans ce cas, la vanne doit être retirée pour une inspection plus approfondie.
2. Soupape de commande bloquée
Si l'action de course alternative de la tige de vanne est lente, le corps de vanne ou des substances visqueuses, un blocage de cokéfaction ou une pression de garniture trop serrée, ou un vieillissement de la garniture en PTFE, des rayures de flexion de la tige de vanne. Les défauts de blocage de la vanne de régulation se produisent principalement dans le nouveau système mis en service et lors de la révision du fonctionnement initial, en raison de scories de soudage des canalisations, de rouille, etc. dans l'orifice d'accélérateur et les pièces de guidage causées par un blocage de sorte que le débit du fluide n'est pas régulier, ou dans la vanne de régulation. L'emballage de révision est trop serré, ce qui entraîne une friction accrue, ce qui fait qu'un petit signal ne bouge pas, le phénomène de l'action du grand signal est trop important.
Face à une telle situation, vous pouvez rapidement ouvrir et fermer la conduite secondaire ou la vanne de régulation, de sorte que les déchets de la conduite secondaire ou de la vanne de régulation soient emportés par le fluide. En outre, vous pouvez également utiliser une clé à tube pour serrer la tige de valve, dans le cas d'une pression de signal externe, d'une tige de valve tournante à force positive et négative, de sorte que la bobine clignote sur la carte. Si le problème ne peut pas être résolu, vous pouvez augmenter la pression de la source de gaz, augmenter la puissance motrice pour monter et descendre à plusieurs reprises, vous pouvez résoudre le problème. Si vous ne pouvez toujours pas bouger, vous devez démonter la vanne de régulation. Bien entendu, ce travail nécessite de solides compétences professionnelles et doit être effectué avec l'aide d'un personnel professionnel et technique, sinon les conséquences sont plus graves.
3. Fuite de la vanne
Les fuites de vanne de régulation ont généralement des fuites de vanne de régulation, des fuites de garniture et de bobine, une déformation du siège causée par la fuite de plusieurs cas, sont analysées ci-dessous.
1, fuite de valve
La longueur de la tige n'est pas adaptée, la tige de la vanne de gaz est trop longue, la distance de la tige vers le haut (ou vers le bas) n'est pas suffisante, ce qui entraîne un espace entre la bobine et le siège, ne peut pas être entièrement en contact, ce qui entraîne une mauvaise fuite interne. La même tige de vanne d'arrêt de gaz est trop courte, peut également entraîner un espace entre le tiroir de vanne et le siège, ne peut pas être entièrement en contact, ce qui entraîne une fuite interne et une fuite interne. Solution : il faut raccourcir (ou allonger) la tige de la vanne pour que la longueur de la vanne soit appropriée, afin qu'il n'y ait plus de fuite interne.
2, fuite d'emballage
Une fois la garniture chargée dans la caisse de garniture, une pression axiale est exercée sur celle-ci par le presse-étoupe. En raison de la déformation plastique de la garniture, de sorte qu'elle produit une force radiale et un contact étroit avec la tige de la vanne, mais ce contact n'est pas très uniforme, certaines parties du contact sont lâches, certaines parties du contact sont plus serrées, et même certaines parties du contact ne sont pas du tout activées. Soupape de commande en cours d'utilisation, la tige de soupape avec la garniture entre l'existence d'un mouvement relatif, ce mouvement est appelé mouvement axial. En cours d'utilisation, avec la température élevée, la haute pression et la perméabilité du milieu fluide, la boîte d'emballage de la vanne de régulation est également un phénomène de fuite qui se produit dans plusieurs pièces. La principale cause de fuite de l'emballage est la fuite d'interface, car l'emballage textile apparaîtra également comme une fuite (moyen de pression le long des fibres de l'emballage entre le petit espace et la fuite extérieure). Les fuites de la tige de vanne et de l'interface de la garniture sont dues à la diminution progressive de la pression de contact de la garniture, au vieillissement de la garniture et à d'autres raisons. Le fluide sous pression se trouvera alors le long de la garniture et de la tige de l'espace de contact entre la fuite vers l'extérieur.
Afin de rendre l'emballage pratique et chanfreiné au sommet de la boîte à garniture, dans le fond de la boîte à garniture placé dans l'espace résistant à la corrosion, un anneau de protection métallique plus petit, faites attention à la protection de l'anneau et de la surface de contact du remplissage. ne peut pas être biseauté, afin d'éviter que le remplissage ne soit expulsé par la pression du support. Le presse-étoupe et le mastic entrent en contact avec une partie de la surface à finir, afin d'améliorer la finition de la surface et de réduire l'usure du mastic. Sélection de remplissage de graphite flexible, en raison de sa bonne étanchéité à l'air, de sa friction, de son utilisation à long terme de petits changements, de l'usure de l'épuisement professionnel est faible, facile à réparer et la friction des boulons de presse-étoupe resserrés ne change pas, bonne résistance à la pression et résistance à la chaleur, non soumis à l'érosion du milieu interne, et la tige et la boîte de remplissage du contact interne du métal ne se produisent pas de piqûres ou de corrosion. De cette façon, protégez efficacement le joint de la boîte de garniture de tige, pour assurer la fiabilité du joint de garniture, la durée de vie est également grandement améliorée.
3, le tiroir de valve, fuite de déformation du siège de valve
Les fuites du tiroir de vanne et du siège de vanne sont principalement dues à des défauts de moulage ou de forgeage dans le processus de production des vannes de régulation, qui peuvent entraîner une amélioration de la corrosion. Le passage de fluides corrosifs et le récurage des fluides provoqueront également une fuite de la vanne de régulation. Corrosion principalement sous forme d’érosion ou de cavitation. Lorsque le milieu corrosif traverse la vanne de régulation, il produira sur la bobine, une érosion et un impact du matériau du siège, de sorte que la bobine, le siège ovale ou d'autres formes, au fil du temps, entraînant une inadéquation de la bobine et du siège, il y a un espace, hors pas étanche et une fuite se produit.
Mettez un bon tiroir de valve et sélectionnez le matériau du siège de valve. Sélectionnez des matériaux résistants à la corrosion, l'existence de piqûres, de trachome et d'autres défauts dans le produit doit être fermement éliminée. Si le noyau de valve, la déformation du siège de valve n'est pas trop grave, un meulage au papier de verre fin disponible, élimine les traces, améliore la finition d'étanchéité, afin d'améliorer les performances d'étanchéité. Si les dommages sont graves, la vanne doit être remplacée par une neuve.
4. Vibrations
La rigidité du ressort de la vanne de régulation n'est pas suffisante, le signal de sortie de la vanne de régulation n'est pas stable et des changements brusques sont faciles à provoquer l'oscillation de la vanne de régulation. Il y a la fréquence de valve sélectionnée et la fréquence du système ou du pipeline, la vibration de base, de sorte que la vibration de la valve de contrôle. Une mauvaise sélection, la vanne de régulation fonctionne dans un faible degré d'ouverture, il y a une résistance au débit, un débit, des changements de pression drastiques, lorsque la rigidité de la vanne est supérieure à la rigidité de la vanne, une détérioration de la stabilité, une oscillation grave.
Comme les causes de l'oscillation sont multiples, il est nécessaire d'analyser des problèmes spécifiques. De légères vibrations peuvent augmenter la rigidité à éliminer, comme le choix d'une soupape de commande à ressort de grande rigidité, la modification de la structure de mise en œuvre du piston, etc. ; le pipeline, la vibration de base, peut être augmenté en augmentant le support pour éliminer les interférences vibratoires ; la fréquence de la vanne et la fréquence du système sont les mêmes que lors du remplacement des différentes structures de la vanne régulatrice ; Travailler dans le faible degré d'ouverture causé par la vibration, c'est la sélection incorrecte provoquée par la vanne spécifiquement en raison de la capacité de débit de la vanne de la valeur de C est trop grande, il faut une nouvelle sélection, sélectionnez la capacité de débit C la valeur est plus petite ou l'utilisation d'une commande à plage divisée ou l'utilisation d'une vanne sous-mère pour surmonter l'oscillation générée par la vanne de régulation fonctionnant dans un faible degré d'ouverture.
5. Vannes de régulation bruyantes
Lorsque le fluide circule à travers la vanne de régulation, comme avant et après, la différence de pression est trop importante pour le tiroir de vanne, le siège de vanne et d'autres parties du phénomène de cavitation, de sorte que le fluide produit du bruit. La valeur de la capacité de débit est sélectionnée, la valeur de la capacité de débit doit être resélectionnée à la valeur appropriée de la vanne de régulation pour surmonter la vanne de régulation fonctionnant dans un faible degré de bruit causé par le bruit, les éléments suivants sont introduits pour éliminer le bruit de plusieurs méthodes.
1, éliminer la méthode du bruit de résonance
Ce n'est que lorsque la vanne de commande résonne qu'il y a une superposition d'énergie et produit plus de 100 décibels de bruit fort. Certains présentent de fortes vibrations, le bruit n'est pas important, d'autres de faibles vibrations, mais le bruit est très important ; certaines vibrations et bruits sont plus importants. Ce bruit produit un son monotone, dont la fréquence est généralement de 3 000 à 7 000 Hz. Evidemment, l'élimination de la résonance, le bruit disparaît naturellement.
2, pour éliminer la méthode sonore de corrosion par vapeur
La cavitation est la principale source de bruit hydrodynamique. Cavitation, la rupture des bulles de vapeur génère un impact à grande vitesse, entraînant de fortes turbulences locales, entraînant un bruit de cavitation. Ce bruit a une large gamme de fréquences, générant un son de grincement, et le fluide contenant des graviers émis par le son est similaire. Éliminer et réduire la cavitation est un moyen efficace d'éliminer et de réduire le bruit.
3, l'utilisation de la méthode de canalisation à paroi épaisse
L'utilisation de tuyaux à paroi épaisse est l'une des méthodes de traitement des circuits acoustiques. L'utilisation de tuyaux à paroi mince peut entraîner une augmentation du bruit de 5 décibels, l'utilisation de tuyaux à paroi épaisse peut entraîner une réduction du bruit de 0 à 20 décibels. Plus la paroi du même diamètre de tuyau est épaisse, plus le diamètre de la même épaisseur de paroi est grand, meilleur est l'effet de réduction du bruit. Comme pour les tuyaux DN200, l'épaisseur de paroi de 6,25, 6,75, 8, 10, 12,5, 15, 18, 20, 21,5 mm peut réduire le bruit de -3,5, -2 (c'est-à-dire augmentation), 0, 3, 6, 8, 11, 13, 14,5 décibels. Bien entendu, plus le mur est épais, plus le coût est élevé.
4, l'utilisation de la méthode des matériaux insonorisants
C’est également la manière la plus courante et la plus efficace de gérer le trajet sonore. Les matériaux insonorisants disponibles peuvent être enroulés autour de la source de bruit et du pipeline après la vanne. Il convient de souligner que le bruit se propagera par l'écoulement du fluide et sur une longue distance, de sorte que le matériau insonorisant soit placé là où, en utilisant un tuyau à paroi épaisse, pour éliminer l'efficacité du bruit jusqu'à la terminaison. Cette approche s'applique au bruit qui n'est pas très élevé, le pipeline n'est pas très long, car c'est une approche plus coûteuse.
5, méthode de silencieux en série cette méthode
Applicable comme silencieux aérodynamique, il peut éliminer efficacement le bruit dans le fluide et inhiber la transmission du niveau de bruit à la couche limite solide. Pour un débit massique élevé ou un rapport de perte de charge élevé avant et après la vanne, cette méthode est la plus efficace et la plus économique. Une réduction significative du bruit peut être obtenue en utilisant des silencieux de série à absorption. Cependant, pour des raisons économiques, on se limite généralement à une atténuation à environ 25 dB.
6, méthode de boîte insonorisée
Grâce à l'utilisation de caissons, de maisons et de bâtiments insonorisés, la source de bruit est isolée à l'intérieur, de sorte que le bruit de l'environnement extérieur soit réduit à une plage acceptable pour les personnes.
7、Méthode de limitation en série
Dans le rapport de pression de la vanne de régulation est élevé (△ P / P1 ≥ 0,8), l'utilisation de la méthode d'étranglement en série, c'est-à-dire que la chute de pression totale est dispersée dans la vanne de régulation et la vanne après l'élément d'étranglement fixe. Comme l’utilisation de diffuseurs, de plaques de restriction poreuses, qui est la plus efficace des méthodes de réduction du bruit. Afin d'obtenir la meilleure efficacité du diffuseur, il faut se baser sur l'installation de chaque pièce pour concevoir le diffuseur (forme de l'entité, taille), de manière à ce que le niveau sonore généré par la vanne et le niveau sonore généré par le diffuseur soient les mêmes.
8, la sélection de valve à faible bruit
Soupape à faible bruit en fonction du fluide traversant le tiroir, le siège de soupape du chemin d'écoulement en zigzag (multi-orifices, multi-canaux) de la décélération progressive pour éviter tout point du chemin d'écoulement pour produire une vitesse supersonique. Il existe différentes formes et structures de vannes à faible bruit (conçues pour des systèmes spécialisés) à utiliser. Lorsque le bruit n'est pas très important, le choix d'une vanne à manchon à faible bruit peut réduire le bruit de 10 à 20 dB, ce qui est la vanne à faible bruit la plus économique.
Panne du positionneur de vanne
Les positionneurs ordinaires fonctionnent selon le principe d'équilibrage des forces mécaniques, c'est-à-dire la technologie des déflecteurs de buse, et les types de défauts suivants existent principalement :
(1) En raison du principe d'équilibrage des forces mécaniques, il comporte davantage de pièces mobiles, faciles à affecter par la température et les vibrations, ce qui entraîne des fluctuations de la vanne de régulation.
(2) Adoptant la technologie de déflecteur de buse, en raison du petit trou de buse, il est facile d'être bloqué par de la poussière ou une source d'air impur, de sorte que le positionneur ne peut pas fonctionner correctement ;.
(3) En utilisant le principe de l'équilibre des forces, le coefficient d'élasticité du ressort changera sur le mauvais site, ce qui entraînera une non-linéarité de la vanne de régulation conduisant à une baisse de la qualité du contrôle.
(4) Le positionneur intelligent se compose d'un microprocesseur (CPU), d'un convertisseur A/D, D/A et d'autres composants, son principe de fonctionnement est très différent du positionneur ordinaire, la comparaison de la valeur donnée et de la valeur réelle des signaux purement électriques , et ne force plus l'équilibre. Par conséquent, il peut surmonter l’inconvénient de l’équilibre des forces du positionneur conventionnel. Cependant, lorsqu'elles sont utilisées pour des occasions d'arrêt d'urgence, telles qu'une vanne d'arrêt d'urgence, une vanne de ventilation d'urgence, etc., ces vannes doivent être stationnaires dans une certaine position, seulement lorsqu'une situation d'urgence survient, vous devez agir de manière fiable, longtemps rester dans une certaine position, il est facile de rendre le convertisseur électrique incontrôlable, ce qui fait qu'un petit signal n'agit pas dans une situation dangereuse. En outre. Utilisé pour le potentiomètre de détection de position de vanne en raison du travail sur le terrain, la valeur de résistance est susceptible de changer, ce qui fait qu'un petit signal n'agit pas, le grand signal est une situation dangereuse complètement ouverte. Par conséquent, afin de garantir la fiabilité et la disponibilité des positionneurs intelligents, ils doivent être testés fréquemment.
