December 31, 2024
A válvula de controle pneumático é um dos instrumentos de controle de processos industriais amplamente utilizados em petróleo, química, energia elétrica, metalurgia e outras empresas industriais. A válvula de controle da produção química no sistema de regulação é essencial, ela é composta por um sistema de automação industrial que é um elo importante, como a automação do processo de produção das mãos e dos pés.
Princípio de funcionamento
A válvula de controle pneumático utiliza o ar comprimido como fonte de energia, o cilindro como atuador e com a ajuda do posicionador de válvula elétrica, conversor, válvula solenóide, válvula de retenção e outros acessórios para acionar a válvula, para realizar a comutação ou ajuste proporcional, receber sinais de controle do sistema de controle de automação industrial para completar o ajuste dos meios de tubulação: fluxo, pressão, temperatura e outros parâmetros do processo. A válvula de controle pneumático é caracterizada por controle simples, resposta rápida e intrinsecamente segura, sem a necessidade de medidas adicionais à prova de explosão.
Princípio de funcionamento da válvula de controle pneumático
As válvulas de controle pneumático são geralmente compostas por atuadores pneumáticos e válvulas de controle conectadas à instalação e comissionamento, os atuadores pneumáticos podem ser divididos em ação simples e ação dupla. Dois tipos de atuadores de ação simples possuem molas de reinicialização, enquanto os atuadores de ação dupla não redefiniu as molas. Atuador de ação única, que pode estar em perda de origem ou falha repentina, retorno automático à válvula inicialmente configurada para estado aberto ou fechado.
Válvula de controle pneumático de acordo com a forma de ação do tipo aberto de gás e tipo fechado de gás de dois tipos, ou seja, o chamado tipo normalmente aberto e normalmente fechado, válvula de controle pneumático de gás aberto ou fechado de gás, geralmente através da ação positiva e negativa de o atuador e a estrutura do estado da válvula das diferentes formas de montagem a serem realizadas.
Modo de ação da válvula de controle pneumático
O tipo ar aberto (tipo normalmente fechado) é quando a pressão do ar na cabeça do diafragma aumenta, a válvula atua no sentido de aumentar a abertura, e quando o limite superior da pressão do ar de entrada é atingido, a válvula está totalmente estado aberto. Por outro lado, quando a pressão do ar diminui, a válvula se move na direção de fechamento e, quando não há entrada de ar, a válvula está totalmente fechada. Normalmente chamamos a válvula reguladora do tipo ar aberto como válvula do tipo fechamento por falha.
O tipo fechado a ar (tipo normalmente aberto) opera exatamente na direção oposta ao tipo aberto a ar. Quando a pressão do ar aumenta, a válvula fecha a direção de ação; a pressão do ar diminui ou não há pressão do ar, a válvula para abrir a direção ou totalmente aberta até. Normalmente chamamos de válvula reguladora do tipo air off por falha na abertura da válvula.
A escolha do ar aberto e do ar fechado é baseada no ponto de vista da segurança do processo de produção a ser considerado. Quando a fonte de gás é cortada, se a válvula reguladora está na posição fechada ou aberta é seguro.
Por exemplo, um controle de combustão do forno de aquecimento, válvulas de controle instaladas no gasoduto combustível, de acordo com a temperatura da câmara do forno ou a temperatura do material aquecido na saída do forno para controlar o fornecimento de combustível. Neste caso, é preferível utilizar uma válvula aberta com gás por ser mais seguro, pois uma vez interrompido o fornecimento de gás, é mais apropriado que a válvula esteja fechada do que totalmente aberta. Se o fornecimento de gás for interrompido, a válvula de combustível estiver totalmente aberta, haverá perigo de superaquecimento. Outro exemplo é um equipamento de transferência de calor resfriado a água de resfriamento, materiais quentes no trocador de calor e água de resfriamento para troca de calor são resfriados, a válvula de controle é instalada no tubo de água de resfriamento, com a temperatura do material após a transferência de calor para controlar o água de resfriamento, na interrupção do fornecimento de gás, a válvula de controle deve estar na posição aberta mais segura, é preferível escolher a válvula de controle de corte de gás (ou seja, FO).
Posicionador de válvula
O posicionador de válvula é o principal acessório da válvula de controle, e a válvula de controle pneumático apoia muito o uso do regulador, aceita o sinal de saída do regulador e, em seguida, seu sinal de saída para controlar a válvula de controle pneumático, quando a ação da válvula reguladora, o deslocamento da haste da válvula e através do feedback do dispositivo mecânico para o posicionador da válvula, o status da posição da válvula através do sinal elétrico para o sistema superior. O posicionador de válvula de acordo com sua forma estrutural e princípio de funcionamento pode ser dividido em posicionador de válvula pneumático, posicionador de válvula elétrico-gás e posicionador de válvula inteligente.
O posicionador de válvula pode aumentar a potência de saída da válvula reguladora, reduzir a histerese de transmissão do sinal regulador, acelerar a velocidade de movimento da haste da válvula, pode melhorar a linearidade da válvula, superar o atrito da haste da válvula e eliminar a influência de a força de desequilíbrio, de modo a garantir o correto posicionamento da válvula reguladora.
O atuador é dividido em atuadores pneumáticos, atuadores elétricos, curso reto, curso angular. É utilizado para abrir e fechar todos os tipos de válvulas, windboards, etc. de forma automática e manual.
Princípios de instalação de válvula de controle pneumático
(1) Posição de instalação da válvula de controle pneumático, a partir do solo requer uma certa altura, a válvula deve deixar um certo espaço acima e abaixo, para realizar a desmontagem e reparo da válvula. Para ser equipado com posicionador de válvula pneumático e válvula de controle de volante, deve-se garantir que a operação, observação e ajuste sejam convenientes.
(2) a válvula de controle deve ser instalada na tubulação horizontal e para cima e para baixo com a tubulação perpendicular à válvula geral a ser apoiada para garantir estabilidade e confiabilidade. Para ocasiões especiais, necessidade de instalação horizontal da válvula de controle na tubulação vertical, a válvula de controle também deve ser suportada (exceto válvula de controle de pequeno diâmetro). Instalação, para evitar tensão adicional na válvula de controle).
(3) A temperatura do ambiente de trabalho da válvula de controle deve ser (-30 ~ + 60) A umidade relativa não é superior a 95% 95%, a umidade relativa não é superior a 95%.
(4) a posição da válvula de controle antes e depois deve ser de seção de tubo reto, o comprimento não inferior a 10 vezes o diâmetro do tubo (10D), a fim de evitar que a seção de tubo reto da válvula seja muito curta e afete as características de fluxo .
(5) O calibre da válvula de controle e da tubulação do processo não é o mesmo, devendo ser conectado por meio de um redutor. Na instalação de válvula de controle de pequeno calibre, pode ser utilizada conexão roscada. A seta de direção do fluido no corpo da válvula deve ser consistente com a direção do fluido.
(6) Para configurar a tubulação de desvio. O objetivo é facilitar a comutação ou operação manual, podendo ser no caso de manutenção ininterrupta da válvula de controle.
(7) As válvulas de controle devem ser completamente removidas da tubulação antes da instalação de objetos estranhos, como sujeira e escória de soldagem.
Falhas Comuns e Tratamento
1. A válvula de controle não funciona
Primeiro confirme se a pressão da fonte de ar está normal e encontre a falha da fonte de ar. Se a pressão da fonte de ar estiver normal, determine a saída do posicionador ou do amplificador do conversor elétrico/gás; se não houver saída, o orifício do acelerador constante do amplificador está bloqueado ou a umidade no ar comprimido se acumulou na válvula de esfera do amplificador. Use um pequeno fio de aço para desobstruir o orifício constante do acelerador, remover a sujeira ou limpar a fonte de ar.
Se todos os itens acima forem normais, há um sinal, mas nenhuma ação, então a falha do atuador ou a haste da válvula está dobrada ou o carretel está preso. Neste caso, a válvula deve ser removida para inspeção posterior.
2. Válvula de controle emperrada
Se a ação do curso alternativo da haste da válvula for lenta, o corpo da válvula ou substâncias viscosas, bloqueio de coque ou pressão da gaxeta estão muito apertados, ou envelhecimento da gaxeta de PTFE, arranhões de flexão da haste da válvula. Falhas de bloqueio da válvula de controle ocorrem principalmente no sistema novo em operação e na revisão da operação inicial, devido a escória de soldagem da tubulação, ferrugem, etc. na porta do acelerador e nas peças guia causadas por bloqueio de modo que o fluxo médio não seja suave, ou válvula de controle a embalagem de revisão está muito apertada, resultando em aumento de atrito, resultando em um pequeno sinal não se move, o fenômeno da ação do grande sinal é demais.
Encontrando tal situação, você pode abrir e fechar rapidamente a linha secundária ou válvula reguladora, de modo que os resíduos da linha secundária ou válvula reguladora sejam lavados pela mídia. Além disso, você também pode usar uma chave de tubo para prender a haste da válvula, no caso de pressão de sinal externo, haste da válvula giratória com força positiva e negativa, de modo que o carretel passe sobre o cartão. Se o problema não puder ser resolvido, você pode aumentar a pressão da fonte de gás, aumentar a potência motriz para subir e descer repetidamente algumas vezes, você pode resolver o problema. Se ainda não conseguir se movimentar, é necessário fazer a desmontagem da válvula de controle, claro, este trabalho exige forte qualificação profissional, deve ser realizado com o auxílio de profissionais e técnicos, caso contrário as consequências serão mais graves.
3. Vazamento de válvula
O vazamento da válvula reguladora geralmente apresenta vazamento da válvula reguladora, vazamento da gaxeta e do carretel, deformação da sede causada pelo vazamento de vários casos, são analisados a seguir.
1, vazamento de válvula
O comprimento da haste não é adequado, a haste da válvula de gás é muito longa, a distância da haste para cima (ou para baixo) não é suficiente, resultando em uma folga entre o carretel e a sede, não pode ter contato total, resultando em vazamento interno e ruim. A mesma haste da válvula de corte de gás é muito curta, também pode causar uma folga entre o carretel da válvula e a sede, não pode ter contato total, resultando em vazamento interno e não estanque. Solução: deve-se encurtar (ou estender) a haste da válvula para que o comprimento da válvula seja adequado, para que não haja mais vazamento interno.
2, vazamento de embalagem
Depois que a gaxeta é carregada na caixa da gaxeta, a pressão axial é exercida sobre ela pela sobreposta. Devido à deformação plástica da gaxeta, que produz força radial, e contato próximo com a haste da válvula, mas esse contato não é muito uniforme, algumas partes do contato ficam soltas, algumas partes do contato ficam mais apertadas, e até algumas partes do contato não estão ativadas. Válvula de controle no processo de uso, a haste da válvula com a gaxeta entre a existência de movimento relativo, esse movimento é chamado de movimento axial. No processo de uso, com a alta temperatura, alta pressão e permeabilidade do meio fluido, a caixa de gaxeta da válvula reguladora também é um fenômeno de vazamento que ocorre em mais peças. A principal causa do vazamento da gaxeta é o vazamento da interface, pois a gaxeta têxtil também aparecerá vazamento (meio de pressão ao longo das fibras da gaxeta entre a pequena lacuna e o vazamento externo). O vazamento da haste da válvula e da interface da gaxeta é devido à queda gradual da pressão de contato da gaxeta, envelhecimento da gaxeta e outros motivos, então o meio de pressão estará ao longo da gaxeta e da haste da folga de contato entre o vazamento para o exterior.
Para tornar a gaxeta conveniente, chanfrada na parte superior da caixa de empanque, na parte inferior da caixa de empanque colocada na folga resistente à corrosão, anel de proteção de metal menor, preste atenção à proteção do anel e da superfície de contato do enchimento não pode ser chanfrado, a fim de evitar que o enchimento seja empurrado pela pressão da mídia. A caixa de empanque e o enchimento entram em contato com parte da superfície a ser acabada, a fim de melhorar o acabamento superficial e reduzir o desgaste do enchimento. Seleção de enchimento de grafite flexível, devido à sua boa estanqueidade, fricção, uso a longo prazo de pequenas mudanças, desgaste da queima é pequeno, fácil de reparar, e os parafusos da glândula reapertados, a fricção não muda, boa resistência à pressão e resistência ao calor, não sujeito à erosão do meio interno, e na haste e caixa de enchimento do contato interno do metal não ocorre corrosão ou corrosão. Desta forma, proteja efetivamente a vedação da caixa de gaxeta da haste, para garantir a confiabilidade da vedação da gaxeta, a vida útil também é bastante melhorada.
3, o carretel da válvula, vazamento de deformação da sede da válvula
Carretel de válvula, vazamento na sede da válvula é principalmente devido a defeitos de fundição ou forjamento no processo de produção de válvulas de controle que podem levar ao aumento da corrosão. A passagem de meios corrosivos e desgaste de meios fluidos também causará vazamento da válvula de controle. Corrosão principalmente na forma de erosão ou cavitação. Quando o meio corrosivo passa pela válvula reguladora, ele produzirá no carretel, erosão do material da sede e impacto, de modo que o carretel, sede oval ou outras formas, ao longo do tempo, resultando no carretel, incompatibilidade da sede, há uma lacuna, fora não está apertado e ocorre vazamento.
Coloque um bom carretel de válvula e desative a seleção do material da sede da válvula. Selecione materiais resistentes à corrosão, a existência de corrosão, tracoma e outros defeitos no produto deve ser removida com firmeza. Se o núcleo da válvula, a deformação da sede da válvula não for muito grave, disponível lixa fina, eliminar vestígios, melhorar o acabamento da vedação, a fim de melhorar o desempenho da vedação. Se o dano for grave, a válvula deverá ser substituída por uma nova.
4. Vibração
A rigidez da mola da válvula de controle não é suficiente, o sinal de saída da válvula de controle não é estável e mudanças bruscas são fáceis de causar oscilação da válvula de controle. Há frequência de válvula selecionada e frequência de sistema ou tubulação, vibração de base, de modo que a vibração da válvula de controle. Seleção inadequada, válvula de controle funciona em um pequeno grau de abertura, há uma drástica resistência ao fluxo, vazão, mudanças de pressão, quando mais do que a rigidez da válvula, deterioração da estabilidade, oscilação grave.
Como as causas da oscilação são multifacetadas, para analisar problemas específicos. Leve vibração, pode aumentar a rigidez para eliminar, como a escolha de uma válvula de controle de mola de grande rigidez, alterar a estrutura de implementação do pistão, etc.; tubulação, vibração de base, pode ser aumentada aumentando o suporte para eliminar a interferência de vibração; a frequência da válvula e a frequência do sistema são iguais à substituição de diferentes estruturas da válvula reguladora; trabalhar no pequeno grau de abertura causado pela vibração, é a seleção de causada indevidamente pela válvula especificamente devido à capacidade de vazão da válvula do valor de C ser muito grande, deve ser Re-seleção, selecione a capacidade de vazão C valor for menor ou a utilização de controle split-range ou a utilização de válvula sub-mãe para superar a oscilação gerada pela válvula reguladora trabalhando em pequeno grau de abertura.
5. Válvulas de controle barulhentas
Quando o fluido flui através da válvula de controle, como antes e depois, a diferença de pressão é muito grande produzirá para o carretel da válvula, sede da válvula e outras partes do fenômeno de cavitação, de modo que o fluido produza ruído. O valor da capacidade de vazão é selecionado, o valor da capacidade de vazão deve ser selecionado novamente para o valor apropriado da válvula reguladora para superar a válvula reguladora trabalhando em um pequeno grau de ruído causado pelo ruído, os seguintes são introduzidos para elimine o ruído de vários métodos.
1, elimine o método de ruído de ressonância
Somente quando a válvula de controle ressoa, há superposição de energia e produz mais de 100 decibéis de ruído forte. Alguns apresentam vibração forte, o ruído não é grande, alguns apresentam vibração fraca, mas o ruído é muito grande; alguma vibração e ruído são maiores. Este ruído produz um som monótono, cuja frequência é geralmente de 3.000 a 7.000 Hz. Obviamente, ao eliminar a ressonância, o ruído desaparece naturalmente.
2, para eliminar o método de ruído de corrosão por vapor
A cavitação é a principal fonte de ruído hidrodinâmico. Cavitação, a ruptura da bolha de vapor gera impacto em alta velocidade, resultando em forte turbulência local, resultando em ruído de cavitação. Esse ruído possui ampla faixa de frequência, gerando um som áspero, e o fluido contém cascalho emitido pelo som é semelhante. Eliminar e reduzir a cavitação é uma forma eficaz de eliminar e reduzir o ruído.
3, o uso do método de tubulação de paredes espessas
O uso de tubos de paredes espessas é um dos métodos de processamento de circuitos acústicos. O uso de tubos de paredes finas pode aumentar o ruído em 5 decibéis, o uso de tubos de paredes grossas pode aumentar a redução de ruído em 0 a 20 decibéis. Quanto mais espessa for a parede com o mesmo diâmetro do tubo, quanto maior for o diâmetro da mesma espessura da parede, melhor será o efeito da redução de ruído. Tal como o tubo DN200, a espessura da parede de 6,25, 6,75, 8, 10, 12,5, 15, 18, 20, 21,5 mm, pode reduzir o ruído foram -3,5, -2 (ou seja, aumentar), 0, 3, 6, 8, 11, 13, 14,5 decibéis. É claro que quanto mais espessa for a parede, maior será o custo.
4, o uso de método de materiais absorventes de som
Essa também é a maneira mais comum e eficaz de lidar com o caminho do som. Os materiais de absorção de som disponíveis podem ser enrolados em torno da fonte de ruído e da tubulação após a válvula. Deve-se ressaltar que o ruído será espalhado pelo fluxo de fluido e de longa distância, portanto, o pacote de material absorvente de som para onde, usando tubo de parede espessa para onde, para eliminar a eficácia do ruído até onde a terminação. Esta abordagem aplica-se ao ruído não é muito elevado, o gasoduto não é muito longo, porque é uma abordagem mais dispendiosa.
5, método de silenciador em série este método
Aplicável como silenciador de ruído aerodinâmico, pode efetivamente eliminar o ruído dentro do fluido e inibir a transmissão para a camada limite sólida do nível de ruído. Para alta vazão mássica ou alta taxa de queda de pressão antes e depois da válvula, este método é o mais eficaz e econômico. Uma redução significativa de ruído pode ser alcançada usando silenciadores de série do tipo absorção. No entanto, por considerações económicas, geralmente limitado à atenuação de cerca de 25 dB.
6, método de caixa à prova de som
Na utilização de caixas, casas e edifícios com isolamento acústico, a fonte de ruído é isolada no interior, de forma que o ruído do ambiente externo seja reduzido a uma faixa aceitável para as pessoas.
7、Método de otimização em série
Nas ocasiões em que a relação de pressão da válvula reguladora é alta (△ P / P1 ≥ 0,8), utiliza-se o método de estrangulamento em série, ou seja, a queda de pressão total é dispersa na válvula reguladora e na válvula após o elemento de estrangulamento fixo. Como a utilização de difusores, placas restritoras porosas, que é o mais eficaz dos métodos de redução de ruído. Para obter a melhor eficiência do difusor, deve-se basear na instalação de cada peça para projetar o difusor (formato da entidade, tamanho), de forma que o nível de ruído gerado pela válvula e o nível de ruído gerado pelo difusor sejam iguais.
8, a seleção de válvula de baixo ruído
Válvula de baixo ruído de acordo com o fluido através do carretel, a sede da válvula do caminho de fluxo em zigue-zague (multi-orifício, multicanal) da desaceleração gradual para evitar qualquer ponto no caminho de fluxo para produzir velocidade supersônica. Existem vários formatos e estruturas de válvulas de baixo ruído (projetadas para sistemas especializados) para uso. Quando o ruído não é muito grande, a escolha da válvula de manga de baixo ruído pode reduzir o ruído de 10 a 20 dB, que é a válvula de baixo ruído mais econômica.
Falha no posicionador de válvula
Os posicionadores comuns funcionam com base no princípio de equilíbrio de força mecânica, ou seja, tecnologia de defletor de bico, e existem principalmente os seguintes tipos de falha:
(1) Devido ao funcionamento do princípio de equilíbrio de força mecânica, possui mais partes móveis, fáceis de serem afetadas pela temperatura e vibração, resultando na flutuação da válvula reguladora;
(2) Adotando a tecnologia de defletor do bico, devido ao pequeno orifício do bico, é fácil ser bloqueado por poeira ou fonte de ar impuro, de modo que o posicionador não funcione corretamente;
(3) Utilizando o princípio do equilíbrio de forças, o coeficiente de elasticidade da mola mudará no local ruim, resultando na não linearidade da válvula reguladora, levando a um declínio na qualidade do controle.
(4) O posicionador inteligente consiste em microprocessador (CPU), conversor A/D, D/A e outros componentes, seu princípio de funcionamento é muito diferente do posicionador comum, a comparação do valor fornecido e o valor real dos sinais puramente elétricos , e não força mais o equilíbrio. Portanto, pode superar a desvantagem do equilíbrio de forças do posicionador convencional. No entanto, quando usadas para ocasiões de parada de emergência, como válvula de corte de emergência, válvula de ventilação de emergência, etc., essas válvulas devem estar estacionárias em uma determinada posição, somente quando surgir uma situação de emergência, você precisará agir de forma confiável, por muito tempo. permanecer em uma determinada posição, é fácil deixar o conversor elétrico fora de controle, resultando em um pequeno sinal que não atua em uma situação perigosa. Além disso. Usado para o potenciômetro de detecção de posição da válvula devido ao trabalho em campo, o valor da resistência está sujeito a alterações, resultando em um sinal pequeno não atua, o sinal grande está totalmente aberto, situação perigosa. Portanto, para garantir a confiabilidade e disponibilidade dos posicionadores inteligentes, eles devem ser testados frequentemente.
