Les vannes de commande pneumatiques, du principe à l'installation et à l'entretien!

La vanne de régulation pneumatique est l'un des instruments de contrôle de processus industriels largement utilisés dans les entreprises industrielles du pétrole, de la chimie, de l'énergie électrique, de la métallurgie et autres. La vanne de régulation est essentielle dans le système de régulation de la production chimique, elle est composée du système d'automatisation industrielle est un maillon important, elle est comme l'automatisation du processus de production des mains et des pieds.

La vanne de régulation pneumatique utilise l'air comprimé comme source d'énergie, le cylindre comme actionneur, et avec l'aide d'un positionneur de vanne électrique, d'un convertisseur, d'une électrovanne, d'une vanne de maintien et d'autres accessoires pour actionner la vanne, afin de réaliser la commutation ou le réglage proportionnel, en recevant les signaux de contrôle du système d'automatisation industrielle pour effectuer le réglage des paramètres de processus du milieu de la tuyauterie : débit, pression, température et autres. La vanne de régulation pneumatique se caractérise par une commande simple, une réponse rapide et une sécurité intrinsèque, sans qu'il soit nécessaire de prendre des mesures supplémentaires antidéflagrantes.

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 deux types : simple effet et double effet. Les actionneurs simple effet sont équipés de ressorts de rappel, tandis que les actionneurs double effet n'en sont pas équipés. L'actionneur simple effet, qui peut, en cas de perte d'origine ou de défaillance soudaine, revenir automatiquement à l'état initial de la vanne, réglé pour s'ouvrir ou se fermer.

La vanne de régulation pneumatique selon la forme d'action de type gaz ouvert et de type gaz fermé, c'est-à-dire le type dit normalement ouvert et normalement fermé, la vanne de régulation pneumatique s'ouvre ou se ferme au gaz, généralement par l'action positive et négative de l'actionneur et la structure de l'état de la vanne de la manière d'assemblage différente pour réaliser.

Le type ouvert à l'air (type normalement fermé) est lorsque la pression d'air sur la tête du diaphragme augmente, la vanne agit dans le sens d'augmenter l'ouverture, et lorsque la limite supérieure de la pression d'air d'entrée est atteinte, la vanne est en état complètement ouvert. Inversement, lorsque la pression d'air diminue, la vanne se déplace dans le sens de la fermeture, et lorsqu'il n'y a pas d'air en entrée, la vanne est complètement fermée. Généralement, nous appelons la vanne de régulation de type ouvert à l'air la vanne de type fermeture en cas de défaut.

Le type fermé à l'air (type normalement ouvert) fonctionne exactement dans le sens opposé du type ouvert à l'air. Lorsque la pression d'air augmente, la vanne se ferme dans le sens de l'action ; la pression d'air diminue ou il n'y a pas de pression d'air, la vanne s'ouvre dans le sens ou s'ouvre complètement jusqu'au bout. Généralement, nous appelons la vanne de régulation de type fermé à l'air la vanne de type ouverture en cas de défaut.

Le choix de l'ouverture et de la fermeture à l'air est basé sur la sécurité du point de vue de la production du processus à considérer. Lorsque la source de gaz est coupée, que la vanne de régulation soit en position fermée ou en position ouverte est sûr.

Par exemple, pour le contrôle de la combustion d'un four de chauffage, les vannes de régulation sont installées dans la conduite de gaz 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 combustible. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser une vanne ouverte au gaz 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, la vanne de combustible est complètement ouverte, ce qui entraînera un risque de surchauffe. Un autre exemple est un équipement de transfert de chaleur refroidi à l'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 l'eau de refroidissement, en cas d'interruption de l'alimentation en gaz, la vanne de régulation doit être en position ouverte plus sûre, il est préférable de choisir la vanne de régulation à coupure de gaz (c'est-à-dire FO).

Le positionneur de vanne est l'accessoire principal de la vanne de régulation, et la vanne de régulation pneumatique soutient 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 du régulateur, le déplacement de la tige de la vanne et par le dispositif mécanique de rétroaction au positionneur de vanne, l'état de la position de la vanne par le signal électrique au système supérieur. Le positionneur de vanne, selon sa forme structurelle et son principe de fonctionnement, peut être divisé en positionneur de vanne pneumatique, positionneur de vanne électrique - 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 la vanne, peut améliorer la linéarité de la vanne, surmonter le frottement de la tige de la vanne et éliminer l'influence de la force de déséquilibre, afin d'assurer le positionnement correct de la vanne de régulation.

L'actionneur est divisé en actionneurs pneumatiques, actionneurs électriques, course rectiligne, course angulaire. Il est utilisé pour ouvrir et fermer toutes sortes de vannes, de planches à vent, etc. automatiquement et manuellement.

1. La position d'installation de la vanne de régulation pneumatique, à partir du 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 les vannes équipées d'un positionneur pneumatique et d'une vanne de commande manuelle, il faut s'assurer que l'opération, l'observation et le réglage sont pratiques.
2. La vanne de régulation doit être installée dans la conduite horizontale, et de haut en bas avec la conduite perpendiculaire à la vanne générale à supporter pour assurer la stabilité et la fiabilité. Pour les occasions spéciales, la nécessité d'une installation horizontale de la vanne de régulation dans la conduite verticale, la vanne de régulation doit également être supportée (sauf pour la vanne de régulation de petit diamètre). Installation, pour éviter toute contrainte supplémentaire sur la vanne de régulation).
3. La température ambiante de fonctionnement de la vanne de régulation doit être de (-30 ~ + 60) L'humidité relative ne doit pas être supérieure à 95 % 95 %, l'humidité relative ne doit pas être supérieure à 95 %.
4. La vanne de régulation avant et après la position doit être une section de tuyau droite, la longueur ne doit pas être inférieure à 10 fois le diamètre du tuyau (10D), afin d'éviter que la section de tuyau droite de la vanne ne soit trop courte et d'affecter les caractéristiques d'écoulement.
5. Le calibre de la vanne de régulation et la tuyauterie de procédé ne sont pas les mêmes, doivent être connectés à l'aide d'un réducteur. Lors de l'installation d'une vanne de régulation de petit calibre, une connexion filetée peut être utilisée. La flèche de direction du fluide sur le corps de la vanne doit être conforme à la direction du fluide.
6. Mettre en place une tuyauterie de dérivation. Le but est de faciliter la commutation ou le fonctionnement manuel, peut être en cas de maintenance sans arrêt de la vanne de régulation.
7. Les vannes de régulation doivent être complètement débarrassées des corps étrangers de la tuyauterie avant l'installation, tels que la saleté, les scories de soudure.

1. La vanne de régulation ne fonctionne pas

   Confirmer d'abord si la pression de la source d'air est normale, trouver la défaillance de la source d'air. Si la pression de la source d'air est normale, déterminer ensuite la sortie 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 l'électrovanne de l'amplificateur. Utilisez un petit fil d'acier pour déboucher le trou d'étranglement constant, enlevez la saleté ou nettoyez la source d'air.

   Si tout ce qui précède est normal, il y a un signal mais pas d'action, alors la défaillance de l'actionneur ou la tige de la vanne se plie, ou la bobine est coincée. Dans ce cas, la vanne doit être retirée pour une inspection plus approfondie.

2. La vanne de régulation est bloquée

   Si l'action de course alternative de la tige de la vanne est lente, le corps de la vanne ou les substances visqueuses, le blocage par cokéfaction ou la pression du garnissage est trop serrée, ou le vieillissement du garnissage en PTFE, la tige de la vanne se plie et se raye. Les défauts de blocage de la vanne de régulation se produisent le plus souvent dans le nouveau système de mise en service et la révision de la mise en service initiale, en raison des scories de soudure de la tuyauterie, de la rouille, etc. dans l'orifice d'étranglement et les pièces de guidage causées par le blocage de sorte que l'écoulement du fluide n'est pas régulier, ou la révision de la vanne de régulation, le garnissage est trop serré, ce qui entraîne une friction accrue, ce qui entraîne un petit signal qui ne bouge pas, le phénomène d'une grande action de signal est trop important.

   Face à une telle situation, vous pouvez ouvrir et fermer rapidement la ligne secondaire ou la vanne de régulation, de sorte que les débris de la ligne secondaire ou de la vanne de régulation soient emportés par le fluide. En outre, vous pouvez également utiliser une clé à molette pour serrer la tige de la vanne, en cas de pression de signal externe, en faisant tourner la tige de la vanne avec une force positive et négative, de sorte que la bobine passe sur la carte. Si le problème ne peut pas être résolu, vous pouvez augmenter la pression de la source de gaz, augmenter la puissance d'entraînement 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 sûr, ce travail nécessite de solides compétences professionnelles, doit être complété avec l'aide de personnel professionnel et technique, sinon les conséquences sont plus graves.

3. Fuite de la vanne

   Les fuites de la vanne de régulation ont généralement des fuites de la vanne de régulation, des fuites du garnissage et de la bobine, des déformations du siège causées par les fuites de plusieurs cas, sont analysées ci-dessous.

   1. fuite de la vanne

   La longueur de la tige n'est pas adaptée, la tige de la vanne à 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 en contact complet, ce qui entraîne une mauvaise étanchéité et des fuites internes. De même, la tige de la vanne d'arrêt de gaz est trop courte, peut également entraîner un espace entre la bobine de la vanne et le siège, ne peut pas être en contact complet, ce qui entraîne une non-étanchéité et des fuites internes. Solution : il faut raccourcir (ou allonger) la tige de la vanne afin que la longueur de la vanne soit appropriée, de sorte qu'il n'y ait plus de fuite interne.

   2. fuite du garnissage

   Après que le garnissage est chargé dans le presse-étoupe, une pression axiale est exercée sur celui-ci par le presse-étoupe. En raison de la déformation plastique du garnissage, de sorte qu'il 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 en contact. La vanne de régulation en cours d'utilisation, la tige de la vanne avec le garnissage 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 fluide, le presse-étoupe de la vanne de régulation est également un phénomène de fuite qui se produit dans plusieurs parties. La principale cause de fuite du garnissage est la fuite de l'interface, pour le garnissage textile, il apparaîtra également des fuites (le fluide sous pression le long des fibres du garnissage entre le minuscule espace vers l'extérieur). La fuite de l'interface entre la tige de la vanne et le garnissage est due à la dégradation progressive de la pression de contact du garnissage, au vieillissement du garnissage et à d'autres raisons, alors le fluide sous pression sera le long du garnissage et de l'espace de contact de la tige entre la fuite vers l'extérieur.

   Afin de faciliter l'introduction du garnissage, chanfreiner le haut du presse-étoupe, au fond du presse-étoupe placer un anneau de protection métallique plus petit résistant à la corrosion, faire attention à la protection de l'anneau et de la surface de contact du remplissage ne peut pas être biseautée, afin d'empêcher le remplissage par la pression du fluide de sortir. La partie de contact du presse-étoupe et du remplissage de la surface à finir, afin d'améliorer la finition de surface, de réduire l'usure du remplissage. Sélection du remplissage en graphite flexible, en raison de sa bonne étanchéité, de sa friction, de ses faibles changements à long terme, de l'usure et de la déchirure de l'épuisement est faible, facile à réparer, et les boulons du presse-étoupe resserrés, la friction ne change pas, bonne résistance à la pression et à la chaleur, non soumis à l'érosion du fluide interne, et la tige et le presse-étoupe du contact interne du métal ne se produisent pas de piqûres ou de corrosion. De cette façon, protégez efficacement le joint du presse-étoupe de la tige, pour assurer la fiabilité du joint du garnissage, la durée de vie est également considérablement améliorée.

   3. la bobine de la vanne, la fuite de la déformation du siège de la vanne

   La fuite de la bobine de la vanne, du siège de la vanne est principalement due aux défauts de coulée 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, l'érosion des fluides provoquera également des fuites de la vanne de régulation. La corrosion se présente principalement sous forme d'érosion ou de cavitation. Lorsque le fluide corrosif traverse la vanne de régulation, il produira sur la bobine, l'érosion du matériau du siège et l'impact, de sorte que la bobine, le siège ovale ou d'autres formes, avec le temps, ce qui entraîne une inadéquation de la bobine, du siège, il y a un espace, pas serré et des fuites se produisent.

   Mettre un bon choix de matériau de la bobine de la vanne, du siège de la vanne. 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 la vanne, la déformation du siège de la vanne n'est pas trop grave, ponçage au papier de verre fin disponible, éliminer les traces, améliorer la finition d'étanchéité, afin d'améliorer les performances d'étanchéité. Si les dommages sont graves, la vanne doit être remplacée par une nouvelle.

4. Vibration

   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 les changements brusques sont faciles à provoquer l'oscillation de la vanne de régulation. Il y a une fréquence de vanne sélectionnée et une fréquence de système ou une vibration de la tuyauterie, de la base, de sorte que la vibration de la vanne de régulation. Une sélection incorrecte, la vanne de régulation fonctionne à un faible degré d'ouverture, il y a une résistance à l'écoulement drastique, des changements de débit, de pression, lorsque plus que la rigidité de la vanne, la détérioration de la stabilité, une oscillation grave.

   Comme les causes de l'oscillation sont multiples, pour analyser des problèmes spécifiques. Une légère vibration, peut augmenter la rigidité pour éliminer, comme le choix d'une vanne de régulation à ressort à grande rigidité, changer la structure de mise en œuvre du piston, etc. ; la tuyauterie, la vibration de la base, peut être augmentée en augmentant le support pour éliminer l'interférence de la vibration ; la fréquence de la vanne et la fréquence du système sont les mêmes que le remplacement de différentes structures de la vanne de régulation ; le travail à un faible degré d'ouverture causé par la vibration, c'est la sélection de manière inappropriée causée par la vanne spécifiquement en raison de la capacité d'écoulement de la vanne de la valeur de C est trop grande, il doit être resélectionné, sélectionner la capacité d'écoulement La valeur C est plus petite ou l'utilisation d'un contrôle à plage divisée ou l'utilisation d'une vanne mère-fille pour surmonter l'oscillation générée par la vanne de régulation fonctionnant à un faible degré d'ouverture.

5. Vannes de régulation bruyantes

   Lorsque le fluide traverse la vanne de régulation, par exemple avant et après la différence de pression est trop importante, cela produira pour la bobine de la vanne, le siège de la vanne et d'autres parties du phénomène de cavitation, de sorte que le fluide produise du bruit. La valeur de la capacité d'écoulement est sélectionnée, la valeur de la capacité d'écoulement doit être resélectionnée à la valeur appropriée de la vanne de régulation pour surmonter la vanne de régulation fonctionnant à un faible degré de bruit causé par le bruit, ce qui suit est présenté pour éliminer le bruit de plusieurs méthodes.

   1. éliminer la méthode du bruit de résonance

   Ce n'est que lorsque la vanne de régulation résonne, qu'il y a superposition d'énergie et qu'il se produit plus de 100 décibels de bruit fort. Certains montrent de fortes vibrations, le bruit n'est pas important, certaines vibrations faibles, mais le bruit est très important ; certaines vibrations et le bruit sont plus importants. Ce bruit produit un son monotone, dont la fréquence est généralement de 3000 à 7000 Hz. De toute évidence, l'élimination de la résonance, le bruit disparaît naturellement.

   2. pour éliminer la méthode du bruit de corrosion de la vapeur

   La cavitation est la principale source de bruit hydrodynamique. La cavitation, l'éclatement des bulles de vapeur génère un impact à grande vitesse, entraînant une forte turbulence locale, entraînant un bruit de cavitation. Ce bruit a une large gamme de fréquences, générant un son de grille, et le fluide contient 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 la conduite à paroi épaisse

   L'utilisation d'un tuyau à paroi épaisse est l'une des méthodes de traitement des circuits acoustiques. L'utilisation d'une paroi mince peut augmenter le bruit de 5 décibels, l'utilisation d'un tuyau à paroi épaisse peut réduire le bruit de 0 à 20 décibels. Plus la paroi est épaisse, plus le diamètre est grand, plus l'effet de réduction du bruit est bon. Par exemple, un tuyau 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 augmenter), 0, 3, 6, 8, 11, 13, 14,5 décibels. Bien sûr, plus la paroi est épaisse, plus le coût est élevé.

   4. l'utilisation de la méthode des matériaux absorbant le son

   C'est aussi une façon plus courante, la plus efficace de traiter le trajet du son. Des matériaux absorbant le son peuvent être enroulés autour de la source de bruit et de la tuyauterie après la vanne. Il faut souligner que le bruit se propagera par l'écoulement du fluide et sur une longue distance, de sorte que l'emballage du matériau absorbant le son, l'utilisation d'un tuyau à paroi épaisse, l'efficacité de l'élimination du bruit jusqu'à la fin. Cette approche s'applique au bruit qui n'est pas très élevé, la tuyauterie n'est pas très longue, car il s'agit d'une approche plus coûteuse.

   5. méthode du silencieux en série

   Applicable comme silencieux de bruit aérodynamique, il peut éliminer efficacement le bruit à l'intérieur du fluide et inhiber la transmission à la couche limite solide du niveau de bruit. Pour les débits massiques élevés ou les rapports de chute de pression élevés 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 en série de type absorption. Cependant, pour des raisons économiques, elle est généralement limitée à une atténuation d'environ 25 dB.

   6. méthode de la boîte insonorisée

   L'utilisation de boîtes insonorisées, de maisons et de bâtiments, la source de bruit est isolée à l'intérieur, de sorte que le bruit de l'environnement extérieur est réduit à une plage acceptable pour les personnes.

   7. Méthode d'étranglement en série

   Dans le rapport de pression de la vanne de régulation est élevé (△ P / P1 ≥ 0,8) occasions, 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. Tels que 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, taille de l'entité), de sorte que le niveau de bruit généré par la vanne et le niveau de bruit généré par le diffuseur soient les mêmes.

   8. la sélection de la vanne à faible bruit

   La vanne à faible bruit selon le fluide à travers la bobine, le siège de la vanne du trajet d'écoulement en zigzag (multi-orifice, multi-canal) de la décélération progressive pour éviter que tout point du trajet d'écoulement ne produise une vitesse supersonique. Il existe diverses 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.

1. En raison du principe de fonctionnement de l'équilibre des forces mécaniques, il comporte davantage de pièces mobiles, faciles à être affectées par la température et les vibrations, ce qui entraîne une fluctuation de la vanne de régulation ;.
2. Adopter la technologie de la chicane de la buse, en raison du petit trou de la buse, il est facile d'être bloqué par la poussière ou une source d'air non propre, 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 dans le mauvais site, ce qui entraînera la non-linéarité de la vanne de régulation, ce qui entraînera une baisse de la qualité du contrôle.
4. Le positionneur intelligent est composé d'un microprocesseur (CPU), d'un convertisseur A/N, d'un convertisseur N/A et d'autres composants, son principe de fonctionnement est très différent de celui du positionneur ordinaire, la comparaison de la valeur donnée et de la valeur réelle des signaux purement électriques, et non plus l'équilibre des forces. Par conséquent, il peut surmonter l'inconvénient de l'équilibre des forces du positionneur conventionnel. Cependant, lorsqu'il est utilisé pour les arrêts d'urgence, tels que la vanne d'arrêt d'urgence, la vanne d'évent d'urgence, etc., ces vannes doivent être stationnaires dans une certaine position, ce n'est que lorsqu'une situation d'urgence se présente, que vous devez agir de manière fiable, rester longtemps dans une certaine position, il est facile de faire sortir le convertisseur électrique du contrôle, ce qui entraîne un petit signal qui n'agit pas dans une situation dangereuse. En outre. Utilisé pour le potentiomètre de détection de position de la vanne en raison du travail sur le terrain, la valeur de la résistance est sujette à des changements, ce qui entraîne un petit signal qui n'agit pas, le grand signal est complètement ouvert, une situation dangereuse. Par conséquent, afin d'assurer la fiabilité et la disponibilité des positionneurs intelligents, ils doivent être testés fréquemment.