Analyse de la sélection et du dépannage des vannes de commande pneumatiques et électriques

1. La position d'installation des vannes de commande pneumatique doit être à une certaine hauteur au-dessus du sol, avec un espace suffisant au-dessus et au-dessous de la vanne pour faciliter le démontage, l'assemblage,et de maintenancePour les vannes de commande équipées de positionneurs pneumatiques et de roues à main, il est essentiel d'assurer un fonctionnement, une observation et un réglage pratiques.
2. Les soupapes de commande doivent être installées sur des conduites horizontales et alignées verticalement avec la conduite.Dans les cas particuliers où la vanne de commande doit être installée horizontalement sur une conduite verticale, la vanne doit également être supportée (sauf pour les vannes de réglage de petit diamètre).
3. La température de l'environnement de fonctionnement de la soupape de commande doit être comprise entre (-30°C et +60°C) et l'humidité relative ne doit pas dépasser 95%.
4. Il doit y avoir des sections droites de tuyaux avant et après la vanne de commande, d'une longueur d'au moins 10 fois le diamètre du tuyau (10D),pour éviter d'affecter les caractéristiques de débit dues à une section de tuyau droite trop courte.
5. Lorsque le diamètre de la vanne diffère du diamètre du tuyau de traitement, des réducteurs doivent être utilisés pour la connexion.La flèche de direction du fluide sur le corps de la vanne doit être alignée avec la direction du débit du fluide.
6. Il convient d'installer un tuyau de contournement destiné à faciliter la commutation ou le fonctionnement manuel, permettant ainsi le maintien de la vanne de commande sans arrêter le système.
7. Avant l'installation, tous les objets étrangers tels que la saleté et les scories de soudure doivent être soigneusement retirés du tuyau.

1. La position d'installation, la hauteur et la direction d'entrée/sortie de la vanne doivent être conformes aux exigences de conception et la connexion doit être sûre et étroite.
2. Les vannes peuvent être connectées aux pipelines à l'aide de différents types de raccords d'extrémité.si la température est supérieure à 350°C, en raison du relâchement de l'enroulement des boulons, des brides et des joints, des matériaux de boulons résistants aux températures élevées doivent être choisis.
3. Avant l'installation, la soupape doit être soumise à une inspection visuelle." Pour les vannes dont la pression de fonctionnement est supérieure à 1.0 MPa et celles servant de soupapes d'arrêt sur les conduites principales, doivent être soumises à des essais de résistance et d'étanchéité et ne peuvent être utilisées qu'après avoir passé ces essais.Les autres vannes peuvent ne pas nécessiter d'essais séparés et peuvent être inspectées lors des essais de pression du système..
4. Lors de l'essai de résistance, la pression d'essai doit être 1,5 fois supérieure à la pression nominale et durer au moins 5 minutes.
5. Au cours de l'essai d'étanchéité, la pression d'essai est de 0,3 MPa. La pression d'essai doit rester constante pendant toute la durée de l'essai, ce qui doit être conforme aux dispositions du tableau 2.La soupape est considérée comme qualifiée s'il n'y a pas de fuite à la surface d'étanchéité du siège de la soupape.
6. Diamètre nominal: DN15 à 500

(1) La vanne de commande ne fonctionne pas. Les phénomènes et causes de défaillance sont les suivants:

1. Pas de signal, pas d'air.
   1. L'alimentation en air n'est pas allumée.
   2. L'eau dans l'alimentation en air gèle en hiver, provoquant un blocage du conduit d'air ou un dysfonctionnement du filtre ou du réducteur de pression,
   3. défaillance du compresseur,
   4. Une fuite dans le conduit d'air principal.
2. L'air est présent, pas de signal.
   1. défaillance du régulateur,
   2. Fuite dans le diaphragme du positionneur,
   3. Dommages au diaphragme régulateur.
3. Le positionneur n'a pas d'air.
   1. Le filtre est bloqué.
   2. Le réducteur est défectueux.
   3. Les conduites sont en fuite ou bloquées.
4. Le positionneur a une alimentation en air mais pas de sortie.
5. Le signal est présent mais pas d'action.
   1. Le noyau de la valve est tombé.
   2. Le noyau de la vanne est collé au siège ou au siège.
   3. La souche de la valve est courbée ou cassée.
   4. Le siège de la vanne et le noyau de la vanne sont gelés ou bloqués par des débris.
   5. Le ressort de l'actionneur est saisi en raison d'une inutilisation prolongée.

(II) Fonctionnement instable de la vanne de commande Les phénomènes et causes de défaillance sont les suivants:

1. Pression d'alimentation en air instable
   1. La capacité du compresseur est trop faible.
   2. Une défaillance de la soupape de réduction de pression.
2. La pression du signal est instable.
   1. Constante de temps inappropriée du système de commande.
   2. Sortie instable du régulateur.
3. La pression d'alimentation en air est stable, la pression du signal est également stable, mais le fonctionnement de la vanne de régulation est instable.
   1. La soupape à bille dans l'amplificateur du positionneur est usée et non bien scellée en raison de débris, provoquant des oscillations de sortie lorsque la consommation d'air augmente de manière significative.
   2. Le baffle de la buse dans l'amplificateur de positionnement n'est pas aligné et le baffle ne couvre pas la buse.
   3. Fuite d'air dans le tuyau ou la conduite de sortie.
   4. L'actionneur est insuffisamment rigide.
   5. La tige de soupape présente une résistance élevée au frottement pendant le mouvement, avec des phénomènes de collage aux points de contact.

Les symptômes et causes de défaut sont les suivants:

1. La soupape de commande vibre à n'importe quelle position d'ouverture.
   1. Le support est instable.
   2. Des sources de vibrations à proximité.
   3. Usure sévère entre la prise et le manchon de la vanne.
2. La soupape de commande vibre lorsqu'elle se ferme complètement.
   1. La soupape de commande est de grande taille et est souvent utilisée à de petites positions d'ouverture.
   2. La direction de débit du milieu dans une soupape à un siège est opposée à la direction de fermeture.

(4) Réaction lente de la vanne de commande.

1. La tige de la valve est lente à réagir dans une seule direction.
   1. Le diaphragme de l'actionneur pneumatique du diaphragme est endommagé et fuit.
   2. L'étanchéité de l'anneau "O" dans l'actionneur fuit.
2. La tige de la vanne présente une lenteur lors des mouvements d'ouverture et de fermeture:
   1. Le corps de la vanne est bloqué par des substances adhésives;
   2. L'emballage en PTFE s'est détérioré et durci, ou le lubrifiant d'emballage en graphite-amiante s'est asséché;
   3. L'emballage est trop serré, ce qui augmente la résistance au frottement;
   4. La tige de la vanne n'est pas droite, ce qui augmente la résistance au frottement;
   5. Les soupapes pneumatiques sans positionneur peuvent également provoquer une lenteur.

(5) Augmentation du volume de fuite de la vanne de commande, avec les causes suivantes:

1. Fuite excessive lorsque la vanne est complètement fermée:
   1. - Une prise de soupape usée, une fuite interne grave.
   2. La vanne n'est pas réglée correctement, elle ne se ferme pas bien.
2. La soupape ne peut pas atteindre la position complètement fermée:
   1. Différentiel de pression moyenne excessif, faible rigidité de l'actionneur, soupape qui ne se ferme pas bien;
   2. Objets étrangers à l'intérieur de la vanne;
   3. Le manche est frotté.

(6) La portée réglable du débit a diminué, principalement parce que le noyau de la vanne a été corrodé et rétréci, ce qui a entraîné une augmentation du débit réglable minimum.

La compréhension des phénomènes de défaillance et des causes des vannes de commande pneumatique permet de prendre des mesures ciblées pour résoudre les problèmes.

1. la fiabilité;
2. Le rapport coût-efficacité;
3. fonctionnement en douceur et couple de sortie suffisant;
4. Structure simple et maintenance facile.

1. (1) Les actionneurs pneumatiques sont simples et fiables

La faible fiabilité des actionneurs électriques traditionnels a été une faiblesse de longue date, mais le développement des actionneurs électroniques dans les années 1990 a complètement résolu ce problème,leur permettant de fonctionner sans entretien pendant 5 à 10 ans, dont la fiabilité dépasse même celle des actionneurs pneumatiques.

2. 2) Source d'énergie

Le principal inconvénient des actionneurs pneumatiques est la nécessité d'une station d'alimentation en air séparée, ce qui augmente les coûts; les vannes électriques peuvent utiliser des sources d'alimentation facilement disponibles sur place.

3. 3) Considérations en matière de coûts

Les actionneurs pneumatiques nécessitent un positionneur de soupape supplémentaire, ainsi que l'alimentation en air,En ce qui concerne le prix de l'électricité, la Commission estime qu'il est nécessaire d'établir une comparaison entre les prix de l'électricité importée et les prix de l'électronique importée.; les actionneurs électriques de production nationale sont comparables en prix aux actionneurs électriques de production nationale).

4. (4) Poussée et rigidité: Les deux sont comparables.
5. (5) Protection contre le feu et contre les explosions

"Actuateur pneumatique + positionneur de vanne électrique" est légèrement meilleur que les actionneurs électriques.

1. (1) Dans la mesure du possible, il est recommandé d'utiliser des actionneurs électroniques importés avec des soupapes domestiques pour des applications domestiques, de nouveaux projets, etc.
2. (2) Bien que les actionneurs à diaphragme présentent des inconvénients tels qu'une poussée insuffisante, une faible rigidité et de grandes dimensions, leur structure simple en fait les actionneurs les plus utilisés actuellement.
3. (3) Considérations à prendre pour le choix des actionneurs à piston:
   1. Lorsque les actionneurs pneumatiques au diaphragme manquent de poussée suffisante, les actionneurs à piston doivent être sélectionnés pour augmenter la force de sortie.à haute tension, de type pneumatique ou pneumatique, lorsque DN ≥ 200, même des actionneurs à double piston peuvent être nécessaires;
   2. Pour les vannes de commande ordinaires, les actionneurs à piston peuvent également être utilisés pour remplacer les actionneurs à diaphragme, réduisant considérablement la taille de l'actionneur.les vannes de commande pneumatiques à piston sont plus largement utilisées;
   3. Pour les soupapes de régulation angulaire, leurs actionneurs angulaires disposent généralement d'une structure tournante à double piston.Il convient de souligner que la configuration traditionnelle "actionneur de piston à mouvement linéaire + fer d'angle + tige de raccordement à manivelle".

1. 1Capacité de surcharge et durée de vie

Les actionneurs électriques ne conviennent qu'à un fonctionnement intermittent et ne conviennent pas à un fonctionnement en boucle fermée continue.ont une capacité de surcharge et sont exempts de maintenance pendant toute leur durée de vieLeur durée de vie standard peut atteindre jusqu'à un million de cycles d'allumage/arrêt, ce qui rend les actionneurs pneumatiques supérieurs aux autres actionneurs de vannes.

2. 2. Sécurité

Les actionneurs pneumatiques peuvent être utilisés dans des environnements potentiellement explosifs, en particulier dans les situations suivantes: des vannes à l'épreuve de l'explosion sont nécessaires (par exemple, des vannes Namur avec bobines appropriées);les vannes ou les îlots de vannes doivent être installés en dehors de la zone explosive;, et les actionneurs pneumatiques utilisés dans la zone explosive doivent être entraînés par des tubes d'air; les actionneurs électriques ne sont pas adaptés à une utilisation dans des environnements potentiellement explosifs et sont coûteux.

3. 3. Capacité de surcharge

Dans les situations nécessitant un couple accru ou des forces particulières, les actionneurs électriques atteignent rapidement leurs limites de couple.Surtout en cas d'ouvertures irrégulières ou de fermetures prolongées de vannesDans le cas des composants pneumatiques, la pression de fonctionnement, la force, la résistance, la résistance, la résistance et la résistance sont très différentes.ou le couple peut être facilement augmenté.

4. 4. Efficacité économique

Dans les technologies de traitement de l'eau et des eaux usées, la plupart des actionneurs de vannes fonctionnent en mode allumage/arrêt ou sont même conçus pour un fonctionnement manuel.Les composants pneumatiques offrent un potentiel important de rationalisationComparativement aux actionneurs pneumatiques, si des actionneurs électriques sont utilisés, les fonctions de surveillance telles que la surveillance de la température, la surveillance du couple, la fréquence de commutation,Les cycles de contrôle et d'essai doivent être intégrés au système de contrôle et d'essai.À l'exception de la détection de la position finale et du traitement de la source d'air, les actionneurs pneumatiques ne nécessitent aucune fonction de surveillance ou de commande.Les actionneurs pneumatiques sont rentables, ce qui les rend idéales pour l'automatisation des actionneurs manuels de vannes.

5. 5. Assemblée

La technologie pneumatique est très simple: les actionneurs pneumatiques peuvent être facilement installés sur les têtes d'entraînement des vannes et les unités de traitement de la source d'air peuvent être connectées et entraînées avec un minimum d'effort.En plus, la conception sans entretien des actionneurs pneumatiques assure une fonctionnalité pratique de branchement.

6. 6. Composants

Les composants pneumatiques ont une résistance élevée aux vibrations, sont robustes, durables et ne se cassent généralement pas.Les actionneurs électriques sont constitués de nombreux composants et sont relativement sujets aux dommages.

7. 7Technologie

Les actionneurs linéaires agissent directement sur le dispositif de fermeture, tandis que les actionneurs d'oscillation convertissent la "force d'air comprimé linéaire" en mouvement d'oscillation en utilisant uniquement un piston et un arbre d'entraînement.Les actionneurs pneumatiques peuvent également facilement réaliser un mouvement lentLes actionneurs électriques subissent des pertes d'énergie importantes lors de la conversion de l'énergie fournie en mouvement.Ceci est principalement dû au fait que le moteur électrique convertit la plupart de l'énergie en chaleur, et secondairement en raison de l'utilisation d'une boîte de vitesses.

La plupart des actionneurs utilisés aujourd'hui dans les applications de contrôle industriel sont des actionneurs pneumatiques, car ils utilisent l'air comme source d'énergie.qui est plus économique et de structure plus simple que les actionneurs électriques et hydrauliques, et sont faciles à utiliser et à entretenir. Du point de vue de la maintenance, les actionneurs pneumatiques sont plus faciles à utiliser et à calibrer que les autres types d'actionneurs,et peut être facilement échangé entre les directions avant et arrière sur le siteLeur plus grand avantage est la sécurité. Lorsqu'ils sont utilisés avec des positionneurs, ils sont idéaux pour les environnements inflammables et explosifs.les signaux électriques qui ne sont ni résistants à l'explosion ni intrinsèquement sûrs présentent un risque potentiel d'incendie dû à l'étincellePar conséquent, bien que les vannes de commande électriques soient de plus en plus utilisées, les vannes de commande pneumatiques dominent encore l'industrie chimique.

Les principaux inconvénients des actionneurs pneumatiques sont: une réponse plus lente, une précision de commande inférieure et une faible résistance aux écarts.en particulier lors de l'utilisation de grands actionneurs pneumatiques, car il faut du temps pour que l'air remplisse et vide la bouteille. Cependant, cela ne devrait pas être un problème important, car de nombreuses applications ne nécessitent pas une grande précision de contrôle, une réponse extrêmement rapide,ou une forte résistance à la déviation.

Les actionneurs électriques sont principalement utilisés dans les centrales électriques ou nucléaires, car les systèmes d'eau haute pression nécessitent un processus en douceur, stable et lent.Les principaux avantages des actionneurs électriques sont une grande stabilité et une poussée constante que les utilisateurs peuvent appliquerLa poussée maximale produite par un actionneur électrique peut atteindre jusqu'à 225 000 kgf. Seuls les actionneurs hydrauliques peuvent atteindre une telle poussée,mais les actionneurs hydrauliques sont nettement plus chers que les actionneurs électriquesLa capacité anti-déviation des actionneurs électriques est excellente, la poussée ou le couple de sortie restant essentiellement constants,contrecarrer efficacement les forces déséquilibrées du milieu et obtenir un contrôle précis des paramètres de processusLeur précision de commande est donc supérieure à celle des actionneurs pneumatiques.et l'état de position de la vanne (tenir/tous ouverts/tous fermés) peut être facilement régléEn cas de panne, il restera dans sa position d'origine, ce que les actionneurs pneumatiques ne peuvent pas réaliser.Les actionneurs pneumatiques doivent s'appuyer sur un système de protection combiné pour maintenir leur position..

Les principaux inconvénients des actionneurs électriques sont: une structure plus complexe, une probabilité plus élevée de dysfonctionnement et, en raison de leur complexité,les exigences techniques pour le personnel d'entretien sur place sont relativement plus élevées; le fonctionnement du moteur génère de la chaleur, et si les réglages sont effectués trop fréquemment, il peut provoquer une surchauffe du moteur, déclenchant une protection thermique, tout en augmentant l'usure des réducteurs;en plus, le fonctionnement est relativement lent, car il faut beaucoup de temps à la vanne pour répondre à un signal du contrôleur et se déplacer vers la position correspondante,C'est là qu'il manque par rapport aux actionneurs pneumatiques et hydrauliques..