Dans le contrôle automatique des usines chimiques modernes, vannes de contrôle jouent un rôle très important. La production de ces installations dépend de la distribution et du contrôle corrects des fluides. Qu'il s'agisse d'un échange d'énergie, d'une réduction de pression ou du simple ajout d'un matériau dans un récipient, certains éléments de contrôle final sont nécessaires pour compléter ces contrôles.
1.Conseils pour prolonger la durée de vie
1.1 Opération de grande ouverture
Veiller à ce que le vanne de régulation fonctionne le plus possible à l'ouverture maximale dès le départ, comme le 90%. De cette manière, les dommages dus à la turbidité du gaz et à l'érosion se produisent au niveau de la tête du noyau de la soupape.
Au fur et à mesure que le cœur de la soupape est endommagé, le débit augmente et la soupape se ferme un peu plus. Cette détérioration continue permet une fermeture progressive, utilisant pleinement l'ensemble du noyau de la valve jusqu'à ce que la racine du noyau de la valve et la surface d'étanchéité soient endommagées et ne puissent plus être utilisées.
At the same time, large opening operation has a larger throttling gap, which weakens erosion. This method increases the valve’s lifespan by 1-5 times or more compared to starting with the valve at a medium or small opening. For example, a chemical plant that adopted this method saw a 2-fold increase in valve life.
1.2 Rapport de résistance de la vanne de réduction (ou rapport de perte de charge) S
Reducing S means increasing the system’s losses outside the regulating valve, thereby reducing the pressure drop across the valve. To ensure the flow passes through the regulating valve, the opening of the valve must be increased. Simultaneously, the pressure drop across the valve decreases, which also weakens cavitation and erosion.
Les méthodes spécifiques comprennent : l'installation d'une plaque à orifice en aval de la vanne pour consommer la perte de charge ; la fermeture en série de vannes manuelles sur la canalisation jusqu'à ce que la vanne de régulation atteigne une ouverture de fonctionnement plus idéale. Pour ceux qui ont initialement choisi une vanne trop grande et fonctionnant à faible ouverture, cette méthode est très simple, pratique et efficace.
1.3 Réduction du diamètre, augmentation de l'ouverture de fonctionnement
Augmenter l'ouverture de fonctionnement en réduisant le diamètre de la soupape. Les méthodes spécifiques comprennent :
(1) remplacer la vanne par une vanne de taille inférieure, par exemple passer de DN32 à DN25 ;
(2) sans changer le corps de la vanne, en remplaçant le noyau et le siège de la vanne par un diamètre plus petit. Par exemple, une usine chimique a remplacé le composant d'étranglement dg10 par dg8 lors de réparations importantes, ce qui a permis de doubler la durée de vie de la vanne.
1.4 Transfert de la localisation des dommages
Déplacer la zone gravement endommagée des positions critiques vers des positions moins importantes afin de protéger les surfaces d'étanchéité et d'étranglement du noyau et du siège de la soupape. Cela peut augmenter la durée de vie de la soupape.
1.5 Modifier la direction du flux
Le type à flux ouvert s'écoule dans le sens de l'ouverture du noyau de la soupape, la cavitation et l'érosion agissant principalement sur la surface d'étanchéité, causant des dommages rapides à la racine du noyau de la soupape et à la surface d'étanchéité entre le noyau et le siège de la soupape ; le type à flux fermé s'écoule dans le sens de la fermeture, la cavitation et l'érosion agissant après l'étranglement, sous la surface d'étanchéité du siège de la soupape, protégeant la surface d'étanchéité et la racine du noyau de la soupape, et prolongeant la durée de vie.
Note : Après le passage du débit ouvert au débit fermé, il y aura également un phénomène de saut (lorsque la vanne de régulation est ouverte), et pendant le processus de régulation, l'influence des tourbillons fait que le système de contrôle ne peut pas s'ajuster en douceur. Cette méthode doit être utilisée avec prudence et après mûre réflexion.
1.6 Utilisation de matériaux spéciaux
Pour résister à la cavitation (formes destructrices comme les petits points en nid d'abeille) et à l'érosion (petites rainures profilées), des matériaux spéciaux résistants à la cavitation et à l'érosion peuvent être utilisés pour fabriquer les pièces d'étranglement.
Ces matériaux spéciaux comprennent le 6YC-1, Acier A4Stellite, alliages durs, etc. Pour résister à la corrosion, on peut utiliser des matériaux plus résistants à la corrosion et possédant certaines propriétés mécaniques et physiques.
Ces matériaux sont divisés en deux catégories : les matériaux non métalliques (tels que le caoutchouc, le PTFE, les céramiques, etc.) et les matériaux métalliques (tels que le Monel, l'Hastelloy, etc.).
1.7 Sélection correcte de la structure de la vanne
En modifiant la structure de la vanne ou en sélectionnant une vanne ayant une durée de vie plus longue, il est possible d'atteindre l'objectif d'amélioration de la durée de vie, par exemple en sélectionnant des vannes à labyrinthe, des vannes à plusieurs étages, des vannes anti-cavitation, des vannes résistantes à la corrosion, etc. Les avantages de l'utilisation de vannes de régulation dans le processus sont les suivants :
(1) Rapidité d'action, capacité à exécuter divers ordres réglementaires en temps voulu ;
(2) Lorsqu'il est utilisé en combinaison avec des cylindres de grande taille, la force d'entraînement du couple est plus importante ;
(3) Les performances sont relativement stables dans des environnements de travail difficiles et peuvent fonctionner normalement ;
(4) Haute performance en matière de sécurité. Le fonctionnement normal de la vanne de régulation et sa réactivité affectent directement la qualité et l'efficacité de la production. Il est donc particulièrement important d'analyser et de résoudre les facteurs qui influencent la défaillance de la vanne de régulation en cours d'utilisation.
2. Défaillances courantes et leurs facteurs d'influence
Il y a quelques échec commun et la question :
2.1 Blocage
Le blocage est un problème fréquent dans les vannes de contrôle, qui se produit souvent dans les systèmes nouvellement mis en service et pendant les périodes de remise en service après des réparations importantes. Ce problème est dû à l'accumulation d'impuretés telles que des scories de soudure et des copeaux de fer à l'intérieur des tuyaux au niveau du point d'étranglement et des pièces de guidage, ce qui provoque des blocages.
Après un blocage, l'écoulement du fluide est obstrué ou la vanne de régulation subit un serrage excessif de la garniture pendant la période de fermeture. l'entretienCe qui entraîne une augmentation des frictions et des phénomènes tels que l'inaction des petits signaux et la sur-action des grands signaux.
2.2 Fuite de la vanne de contrôle
Les fuites des vannes de contrôle comprennent généralement les fuites internes, les fuites de garniture et les fuites causées par la déformation du cœur de la vanne et de l'enveloppe. siège de soupape.
- Les fuites au niveau des vannes sont dues à la longueur inappropriée de la tige de la vanne, la tige de la vanne à ouverture pneumatique étant trop longue, la distance vers le haut ou vers le bas est trop courte, ce qui crée un espace entre le noyau et le siège de la vanne, le contact n'étant pas total, ce qui entraîne des fuites internes. (2) Fuite de garniture : lorsque la garniture est installée dans la boîte à garniture, elle exerce une pression axiale sur la soupape de contrôle. La déformation plastique de la garniture génère une pression radiale qui établit un contact étroit avec la tige de la vanne, mais ce contact n'est pas uniforme. Pendant le fonctionnement de la vanne de régulation, la tige et la garniture subissent un mouvement axial. Dans les environnements à haute température et à haute pression, affectés par des fluides à haute perméabilité, des fuites au niveau de la garniture sont susceptibles de se produire.
(3) Fuite due à la déformation de l'âme et du siège de la soupape, l'érosion et les chocs provoquent des déformations, avec le temps, il y aura un décalage entre l'âme et le siège de la soupape, un espace existe entre eux, ce qui provoque des fuites dues à une fermeture non étanche.
2.3 Oscillation de la vanne de contrôle
Les causes de l'oscillation de la vanne de contrôle comprennent une rigidité insuffisante du ressort de la vanne de contrôle, des signaux de sortie instables de la vanne de contrôle provoquant des changements rapides, la fréquence de la vanne de contrôle étant la même que celle du système, et de fortes vibrations de la canalisation et de la base.
Une mauvaise sélection de la vanne de régulation peut également être à l'origine de l'oscillation. Lorsque la vanne de régulation fonctionne à une petite ouverture, elle produit de fortes variations de la résistance à l'écoulement, du débit et de la pression. Lorsque ces changements dépassent la rigidité de la vanne de régulation, la stabilité de la vanne de régulation est réduite et, dans les cas les plus graves, une oscillation de la vanne de régulation se produit.
2.4 Inaction de la vanne de contrôle
Les symptômes de défaillance d'une vanne de contrôle sont les suivants :
(1) Pas de signal, pas de source d'air. Les causes sont les suivantes : la source d'air n'est pas activée ou est en panne, le conduit d'air est obstrué, le réducteur de pression est en panne à cause d'une obstruction ou le compresseur a mal fonctionné ;
(2) Source d'air présente, pas de signal. Les causes sont que le positionneur est défaillant en raison de la rupture d'un soufflet provoquant une fuite d'air, ou le convertisseur est défaillant ;
(3) Le positionneur n'a pas de source d'air. Les causes sont que le filtre, le réducteur de pression est bloqué ou défaillant ;
(4) Positioner has air source but no output. The causes are that the positioner’s throttle orifice is blocked and has failed;
(5) Signal présent, pas d'action. Les causes sont les suivantes : le noyau de la soupape s'est détaché ; la tige de la soupape est pliée ou cassée.
2.5 Fonctionnement instable de la vanne de contrôle
Les raisons de l'instabilité de la vanne de contrôle sont les suivantes :
(1) La capacité du compresseur est trop faible, ce qui entraîne une défaillance du détendeur de pression et une instabilité de la pression de la source d'air ;
(2) Le régulateur est instable, la constante de temps du système de contrôle est inappropriée, ce qui se traduit par un signal de pression instable ;
(3) La résistance au frottement de la tige de la soupape pendant le mouvement est très importante, ce qui entraîne un collage pendant le contact ;
(4) Le clapet à bille de l'amplificateur du positionneur est usé par la saleté et ne se ferme pas hermétiquement, en particulier lorsque la consommation d'air est fortement augmentée, ce qui provoque une oscillation de la sortie.
2.6 Action de la vanne de régulation lente
Lors du fonctionnement de la membrane pneumatique, des dommages et des fuites se produisent, entraînant un ralentissement de la tige du robinet en cas d'action unilatérale ;
La faible capacité de réponse du positionneur entraîne une action lente de la vanne de régulation ; la rouille et d'autres blocages à l'intérieur de la vanne de régulation provoquent des blocages et ralentissent le mouvement axial de la vanne de régulation ; des garnitures de mauvaise qualité ou trop serrées augmentent la résistance au frottement, ce qui ralentit l'action de la vanne de régulation.
3. Analyse des défauts de la vanne de contrôle
3.1 Comment traiter le blocage de la vanne de contrôle ?
Lorsque la vanne de contrôle est bloquée, ouvrez et fermez rapidement la vanne de contrôle afin d'utiliser le fluide pour éliminer les blocages. Vous pouvez également utiliser une clé à pipe pour serrer la tige de la vanne. Sous l'action de la pression du signal externe, tournez la tige de la vanne d'avant en arrière avec force pour faire passer le noyau de la vanne à travers la zone bloquée.
Si le blocage ne peut être résolu à ce stade, la pression de la source externe et la puissance d'entraînement peuvent être augmentées de manière appropriée, et le mouvement peut être répété. Si la vanne ne peut toujours pas revenir à un fonctionnement normal, du personnel professionnel doit démonter la vanne de contrôle pour la traiter.
3.2 Comment traiter les fuites de la vanne de contrôle ?
Après une fuite interne de la vanne de contrôle, la longueur de la tige de la vanne doit être ajustée de manière appropriée afin de rendre la longueur de la tige de la vanne adéquate et d'empêcher toute nouvelle fuite interne. Après une fuite de la garniture, afin de faciliter l'installation de la garniture, un chanfrein doit être réalisé en haut du presse-étoupe, et un anneau de protection métallique anticorrosion avec un petit espace doit être ajouté en bas du presse-étoupe. La surface de contact entre l'anneau de protection métallique et la garniture ne doit pas être inclinée afin d'éviter que la garniture ne soit expulsée sous l'effet de la pression du fluide.
La surface de la partie où le presse-étoupe entre en contact avec la garniture doit être finement usinée, ce qui peut améliorer l'état de surface et réduire l'usure de la garniture.
Le graphite flexible est le meilleur choix pour l'emballage, car il présente une grande étanchéité au gaz, une faible force de frottement, une faible usure après une utilisation à long terme, une facilité d'entretien et une résistance élevée à la pression et à la chaleur.
Si le cœur et le siège de la soupape sont déformés et présentent des fuites, les matériaux du cœur et du siège de la soupape doivent être rigoureusement sélectionnés. Il convient de choisir des matériaux présentant une résistance élevée à la corrosion et d'éliminer les produits présentant des défauts tels que des piqûres et des trous de sable, afin de garantir que le noyau et le siège de la soupape présentent une grande étanchéité. Lorsque le noyau et le siège de la soupape sont très usés ou endommagés, une nouvelle soupape doit être remplacée.
3.3 Comment gérer l'oscillation de la vanne de régulation ?
Lorsque la vanne de commande oscille et que l'oscillation est relativement faible, la rigidité du ressort peut être augmentée. Par exemple, choisissez un ressort dont la rigidité est adaptée à la vanne de contrôle. Lorsque la canalisation et la base vibrent violemment, des supports doivent être ajoutés pour éliminer l'interférence des vibrations. Si la fréquence de la vanne est la même que celle du système, la vanne de contrôle doit être remplacée.
3.4 Que faire si la vanne de contrôle ne fonctionne pas ?
Si la vanne de contrôle ne fonctionne pas, réglez le réducteur de pression pour que la pression atteigne la pression de la source d'air spécifiée. Vérifier les points de fuite de la tuyauterie et de la boîte de jonction du positionneur, et resserrer ou remplacer les joints et les tuyauteries. Vérifier l'orifice d'amplification et l'orifice d'étranglement du positionneur et effectuer les opérations suivantes l'entretien.
3.5 Comment gérer le fonctionnement instable de la vanne de régulation ?
Si le fonctionnement de la vanne de contrôle est instable, vérifiez la tuyauterie de signalisation, les joints, les bagues d'étanchéité et les autres pièces, et éliminez les fuites. Trouvez les pièces desserrées et serrez-les. Ajoutez de l'huile de lubrification aux pièces présentant un frottement important.
3.6 Comment gérer le fonctionnement lent de la vanne de contrôle ?
Si la vanne de contrôle fonctionne lentement, vérifiez les pièces présentant un frottement important et réassemblez-les. Ajustez le presse-étoupe et remplacez la garniture.
4. Comment les vannes de contrôle doivent-elles être entretenues ?
Pendant le fonctionnement des vannes de contrôle, si un dysfonctionnement se produit, il peut nuire considérablement au fonctionnement normal et stable du système. Il est donc nécessaire d'entretenir les vannes de contrôle afin de réduire l'incidence des défaillances.
4.1 Maintenance réactive
En cas de dysfonctionnement de la vanne de contrôle, il convient de l'inspecter afin d'identifier la cause du problème et de la réparer rapidement.
4.2 Maintenance préventive
Les vannes de contrôle doivent être régulièrement nettoyées afin de préserver leur hygiène ainsi que l'intégrité et la durabilité de leurs composants. Il convient de procéder à un rinçage régulier des conduites, en prêtant attention aux obstructions et aux débris qui s'y trouvent. Les joints fixes des vannes de contrôle doivent être inspectés régulièrement pour garantir une bonne résistance à la corrosion et une bonne lubrification des composants.
Lors de l'installation des vannes de régulation, il convient de réduire au minimum les efforts de traction et de flexion afin de réduire la pression et d'éviter les déformations. Maintenir une distance entre la vanne de contrôle et le compresseur afin de réduire les vibrations provenant de la source de vibrations. Des inspections régulières des vannes de régulation doivent être effectuées, en accordant une attention particulière à leur fonctionnement, en vérifiant l'absence de fuites dans la garniture et en ajoutant régulièrement de l'huile de lubrification à la garniture.
4.3 Maintenance prédictive
Obtenir des informations opérationnelles sur les vannes de contrôle au moyen d'instruments intelligents ou d'autres équipements de diagnostic afin d'améliorer la qualité du contrôle et les fonctions de diagnostic des vannes. Le diagnostic des instruments intelligents ou d'autres équipements de diagnostic permet d'identifier rapidement les problèmes des vannes de contrôle et de trouver des solutions opportunes pour la maintenance. Accroître le développement et l'utilisation de positionneurs de vannes intelligents.
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