May 12, 2025
Dans l'industrie chimique, les vannes de contrôle sont largement utilisées, et pour la vibration de la vanne de contrôle, certains amis ne sont pas très bien compris.
La vibration de la soupape de commande fait référence au phénomène de fermeture et d'ouverture rapides de la soupape pendant le fonctionnement.indiquant que la soupape de commande ne peut pas rester stable dans une position appropriée pour maintenir les conditions de processus prévues.
Cette condition fait fluctuer la variable de processus dans un système en boucle fermée autour de son point de réglage.
Les causes des vibrations peuvent être les suivantes:
Problèmes avec le contrôleur:Un régulateur mal réglé ou une défaillance de ses composants internes peut entraîner un signal de commande instable, qui peut à son tour provoquer une vibration de la vanne.
Échec des composants de la vanne de commande:L'usure ou les dommages à des composants spécifiques de la vanne (tels que les bobines, les sièges ou les actionneurs) peuvent également entraîner des phénomènes de vibration.
Influence de la méthode de fonctionnement:Parfois, même si le matériel lui-même n'est pas défectueux, une méthode de fonctionnement ou une conception de processus inappropriée peut déclencher des vibrations.
Les vibrations persistantes des vannes nuisent non seulement aux performances du joint de la glande, mais peuvent également entraîner des écarts importants par rapport au point de réglage souhaité, ce qui affecte la productivité et la qualité du produit.C'est pourquoi, 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.
Dans cet article, nous examinerons les différents facteurs potentiels qui causent des vibrations de la valve et comment ils sont diagnostiqués.avec l'objectif d'aider les lecteurs à mieux comprendre et à faire face à ce défi commun mais complexe du contrôle industrielEn comprenant ces informations, les ingénieurs et les techniciens peuvent mieux maintenir et optimiser leurs systèmes de contrôle pour assurer le bon fonctionnement des processus de production.
Qu'est-ce qui provoque les vibrations de la valve?
1Problème de boucle de commande.
Passez du mode automatique au mode manuel et évaluez la réponse de la manière habituelle pour déterminer si le problème est dans la boucle.
Si l'oscillation s'arrête, la boucle est défectueuse. Ces problèmes surviennent généralement dans les processus non linéaires.Le résultat est que la boucle de processus se comporte lentement.
Le contrôleur n'est pas configuré pour résoudre ce problème mécanique.Si cela n'est pas indiqué dans le manuel, il peut être dû à d'autres causes, telles que des différences réelles dans les variables de processus, la dimension des vannes, etc.
2. Taille de la vanne de commande
La commande de la vanne est fortement affectée par la taille de la vanne de commande.Le coefficient de débit (abrégé Cv) est la quantité d'eau qui peut passer à travers une vanne entièrement ouverte à 600 ° F avec une chute de pression de 1 psi.
Même les vannes de contrôle de même taille peuvent avoir des valeurs de Cv différentes si le style de carrosserie ou les internes de la vanne sont différents.Le problème de dimensionnement des vannes de commande devient évident lorsque le gain total du processus est faible ou très élevéLes tailles des vannes de commande sont souvent sélectionnées en fonction du besoin d'augmentations de débit futures, ce qui peut entraîner une taille de vanne légèrement supérieure aux exigences actuelles de l'application.qui peuvent affecter la précision du contrôle.
Les soupapes trop grandes peuvent entraîner une ouverture et une fermeture excessives, provoquant des saisies, des dommages à l'emballage et un contrôle inexact.les soupapes trop petites nécessitent une forte baisse de pression pour maintenir un débit adéquat et peuvent manquer de la capacité nécessaire, augmentant la pression de la pompe et augmentant le risque de cavitation. La cavitation et le clignotement sont les principaux problèmes causant des dommages aux parties internes de la vanne de commande,ce qui entraîne à son tour des fluctuations dans le contrôle des processus.
3. positionneur de soupape de commande
Pour maintenir l'actionneur de la vanne de commande dans la position d'équilibre requise pour contrôler les variables de processus, le positionneur de vanne est réalisé en régulant la pression de l'air.
Il dispose d'une bobine pour contrôler le débit d'air, mais une utilisation prolongée ou des particules de poussière dans l'air peuvent entraîner l'usure de la bobine, la faisant rester coincée dans une position particulière,entraînant une pression d'air anormalement élevéeUne fois que la pression de l'air augmente, la bobine se détache de la position bloquée, provoquant un dépassement qui entraîne une position instable de la vanne, une perte de contrôle efficace de la vanne et une déviation.
Le positionneur de vanne peut être exposé à des températures élevées dues à la chaleur radiante des réservoirs de processus environnants, ce qui peut également être un facteur dans le positionneur qui provoque le blocage de la vanne de commande,pouvant endommager les joints et les tuyaux du positionneurLe positionneur utilise une liaison de rétroaction pour détecter la position réelle de la vanne afin d'ajuster la sortie.
Si la liaison de rétroaction échoue, par exemple en raison de forces de fluide ou de frottement, la vanne peut ne pas fonctionner correctement.
4Frottement statique pendant le déplacement de la vanne
Lorsqu'une soupape rencontre un frottement statique (c'est-à-dire qu'elle s'arrête), elle cesse de bouger à une position spécifique et nécessite une force supplémentaire pour redémarrer.La cause de ce phénomène peut être un emballement de glande durcie ou un débit visqueux à l'intérieur de la bobine.
Lorsque la force appliquée est suffisante pour surmonter le point d'arrêt, la vanne se déplace dans la position de dépassement, ce qui fait que la variable de processus dépasse le point de réglage.Ce blocage peut être observé en surveillant la relation entre la sortie du contrôleur et la variable de processus.
L'actionneur de soupape doit être correctement dimensionné et le couple sur le joint de la glande doit être dans des limites acceptables pour éviter le blocage.
5- Des défauts matériels
En outre, l'usure à l'intérieur de la bobine peut entraîner l'arrêt de la vanne, empêchant la vanne de se fermer complètement.Les dommages à la bobine peuvent entraîner une vanne de commande à perdre le contrôle dans la plage de fonctionnement élevée.
Dans les soupapes de commande, l'emballage de glande est utilisé pour empêcher les médias de processus de fuir du corps de la vanne.menaçant la sécurité du milieu de travailLes fuites dans l'actionneur de soupape sont un autre facteur qui peut conduire à la chasse à la soupape.
La tige de la vanne est initialement positionnée avec précision par le positionneur de vanne, mais en raison d'une fuite, la tige continuera à se déplacer, obligeant le positionneur à régler à plusieurs reprises la sortie,résultant d'une recherche infinie de la position de la tigeIl s'agit d'un des phénomènes courants de retrait pour les vannes de commande sous les signaux de commande à l'état stable.
Comment arrêter les vibrations de la valve?
Analyse et diagnostic de l'oscillation
Déterminez la source du problème en mettant le contrôleur en mode manuel et en observant si l'oscillation s'arrête.Si l'oscillation s'arrête, il indique que le problème est dû à un problème dans la boucle elle-même, qui peut être résolu avec des ajustements appropriés.
Les oscillations internes peuvent être causées par un mauvais réglage ou un dysfonctionnement de la machine.le problème peut provenir d'un ensemble de vannes endommagé ou d'une modification des paramètres du procédé.
Le collage et le dépassement du positionneur sont les causes les plus courantes de collage de la vanne de commande.La réponse de sortie de la vanne en présence d'un phénomène de collage peut être clairement démontrée au moyen d'un graphique.
Quelles sont les principales causes du collage de la vanne de commande?
Pour déterminer si l'adhérence de la vanne de commande est due à un mauvais réglage du contrôleur ou à une défaillance mécanique de la vanne de commande elle-même,il est recommandé de contourner temporairement la sortie du contrôleur, la pression constante fournie à l'actionneur de la vanne de commande et la réponse de sortie observée.
Des potentiomètres linéaires (émetteurs de position) sont utilisés pour détecter le mouvement de la tige, tandis que des capteurs de pression (positionnateurs intelligents) sont utilisés pour mesurer la pression de sortie du positionneur.En connectant ces capteurs à un système d'acquisition de données et en visualisant ces données à l'aide d'un logiciel de surveillance (tel que Labview), un graphique du déplacement de la tige par rapport à la sortie du contrôleur peut être généré.
Quelle est la cause principale d'une soupape de commande coincée?
Le microcontrôleur reçoit les signaux d'entrée du point de réglage du contrôleur et des capteurs de pression.il est considéré comme un comportement de " chasse " si cette déviation se produit plus de cinq foisDans ce cas, 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 positionerVérifiez à nouveau l'écart après quelques secondes.
Si l'écart est réduit, la vanne de commande et ses accessoires ne sont pas défectueux.
Par conséquent, un réglage spécial du circuit de commande est nécessaire. Cependant, si la vanne est toujours défectueuse, les parties internes peuvent être endommagées ou bloquées en raison du joint de la glande.À l'aide d'un graphique avec les zones mortes, l'emplacement exact de l'adhésif peut être facilement trouvé.
Dans le cas d'un battement persistant, mais sans indice d'une zone morte, la vibration est très probablement due à un dommage à un composant tel que la bobine.Cette méthode peut également aider à déterminer si le phénomène de piégeage est présent dans toute la plage de commande ou s'il est limité à certains intervalles de fonctionnement spécifiques..
