December 31, 2024
La válvula de control neumática es uno de los instrumentos de control de procesos industriales ampliamente utilizados en petróleo, productos químicos, energía eléctrica, metalurgia y otras empresas industriales. La válvula de control de producción química en el sistema de regulación es esencial, está compuesta por un sistema de automatización industrial que es un vínculo importante, como la automatización del proceso de producción de las manos y los pies.
Principio de funcionamiento
La válvula de control neumática utiliza aire comprimido como fuente de energía, el cilindro como actuador y con la ayuda del posicionador de válvula eléctrica, convertidor, válvula de solenoide, válvula de retención y otros accesorios para accionar la válvula, para realizar la conmutación o el ajuste proporcional. recibir señales de control del sistema de control de automatización industrial para completar el ajuste de los medios de la tubería: flujo, presión, temperatura y otros parámetros del proceso. La válvula de control neumática se caracteriza por un control simple, respuesta rápida e intrínsecamente segura, sin la necesidad de tomar medidas adicionales a prueba de explosiones.
Principio de funcionamiento de la válvula de control neumático.
Las válvulas de control neumáticas generalmente se componen de actuadores neumáticos y válvulas de control conectadas a la instalación y puesta en servicio, los actuadores neumáticos se pueden dividir en de simple efecto y de doble efecto. Dos tipos de actuadores de simple efecto tienen resortes de reinicio, mientras que los actuadores de doble efecto no. Tienen resortes de reinicio. Actuador de simple efecto, que puede estar en pérdida de origen o falla repentina, referenciado automático a la válvula inicialmente configurada para abrir o cerrar.
Válvula de control neumática según la forma de acción de tipo abierto de gas y tipo de cierre de gas de dos tipos, es decir, el tipo llamado normalmente abierto y normalmente cerrado, válvula de control neumática abierta o cerrada de gas, generalmente a través de la acción positiva y negativa de el actuador y la estructura del estado de la válvula de las diferentes formas de ensamblaje para realizar.
Modo de acción de la válvula de control neumático.
El tipo de aire abierto (tipo normalmente cerrado) es cuando la presión del aire en el cabezal del diafragma aumenta, la válvula actúa en la dirección de aumentar la apertura y cuando se alcanza el límite superior de la presión del aire de entrada, la válvula está en posición completamente estado abierto. Por el contrario, cuando la presión del aire disminuye, la válvula se mueve en la dirección de cierre y cuando no hay entrada de aire, la válvula se cierra completamente. Gu generalmente llamamos a la válvula reguladora de tipo abierto por aire como válvula de tipo de cierre de falla.
El tipo cerrado por aire (tipo normalmente abierto) opera exactamente en la dirección opuesta al tipo abierto por aire. Cuando aumenta la presión del aire, la válvula cierra la dirección de acción; La presión del aire disminuye o no hay presión de aire, la válvula se abre en la dirección o se abre completamente hasta que. Gu generalmente llamamos válvula reguladora de tipo de aire cerrado por falla al abrir la válvula.
La elección de aire abierto y aire cerrado se basa en el punto de vista de la seguridad del proceso de producción a considerar. Cuando se corta la fuente de gas, es seguro si la válvula reguladora está en la posición cerrada o abierta.
Por ejemplo, un control de combustión de un horno de calefacción, válvulas de control instaladas en la tubería de gas combustible, de acuerdo con la temperatura de la cámara del horno o la temperatura del material calentado en la salida del horno para controlar el suministro de combustible. En este caso, es preferible utilizar una válvula de apertura de gas para ser más seguro, porque una vez que se corta el suministro de gas, es más apropiado que la válvula esté cerrada que completamente abierta. Si se interrumpe el suministro de gas y la válvula de combustible está completamente abierta, habrá peligro de sobrecalentamiento. Otro ejemplo es un equipo de transferencia de calor enfriado por agua de refrigeración, los materiales calientes en el intercambiador de calor y el agua de refrigeración para el intercambio de calor se enfrían, la válvula de control está instalada en la tubería de agua de refrigeración, con la temperatura del material después de la transferencia de calor para controlar la agua de refrigeración, en la interrupción del suministro de gas, la válvula de control debe estar en la posición abierta más segura, es preferible elegir la válvula de control de cierre de gas (es decir, FO).
Posicionador de válvula
El posicionador de válvula es el accesorio principal de la válvula de control, y la válvula de control neumática apoya en gran medida el uso del regulador, acepta la señal de salida del regulador y luego su señal de salida para controlar la válvula de control neumática, cuando la acción de la válvula reguladora, el desplazamiento del vástago de la válvula y a través de la retroalimentación del dispositivo mecánico al posicionador de la válvula, el estado de posición de la válvula a través de la señal eléctrica al sistema superior. El posicionador de válvula según su forma estructural y principio de funcionamiento se puede dividir en posicionador de válvula neumático, posicionador de válvula eléctrico - gas y posicionador de válvula inteligente.
El posicionador de válvula puede aumentar la potencia de salida de la válvula reguladora, reducir la histéresis de transmisión de la señal reguladora, acelerar la velocidad de movimiento del vástago de la válvula, puede mejorar la linealidad de la válvula, superar la fricción del vástago de la válvula y eliminar la influencia de la fuerza de desequilibrio, para asegurar el correcto posicionamiento de la válvula reguladora.
El actuador se divide en actuadores neumáticos, actuadores eléctricos, carrera recta y carrera angular. Se utiliza para abrir y cerrar todo tipo de válvulas, tableros de viento, etc. de forma automática y manual.
Principios de instalación de la válvula de control neumática.
(1) La posición de instalación de la válvula de control neumático, desde el suelo requiere una cierta altura, la válvula debe dejar un cierto espacio arriba y abajo, para poder realizar el desmontaje y reparación de la válvula. Para equipos equipados con posicionador de válvula neumática y válvula de control de volante, se debe garantizar que la operación, observación y ajuste sean convenientes.
(2) la válvula de control debe instalarse en la tubería horizontal, y hacia arriba y hacia abajo con la tubería perpendicular a la válvula general que se apoyará para garantizar una estabilidad y confiabilidad. Para ocasiones especiales, la necesidad de instalación horizontal de la válvula de control en la tubería vertical, la válvula de control también debe ser compatible (excepto para válvulas de control de diámetro pequeño). Instalación, para evitar tensiones adicionales en la válvula de control).
(3) La temperatura ambiente de trabajo de la válvula de control debe ser (-30 ~ + 60) La humedad relativa no es superior al 95% 95%, la humedad relativa no es superior al 95%.
(4) La válvula de control antes y después de la posición debe ser una sección de tubería recta, la longitud de no menos de 10 veces el diámetro de la tubería (10D), para evitar que la sección de tubería recta de la válvula sea demasiado corta y afecte las características de flujo. .
(5) El calibre de la válvula de control y la tubería de proceso no es el mismo; se debe conectar mediante un reductor. En la instalación de válvulas de control de pequeño calibre, se puede utilizar una conexión roscada. La flecha de dirección del fluido en el cuerpo de la válvula debe ser consistente con la dirección del fluido.
(6) Para configurar la tubería de derivación. El propósito es facilitar la conmutación o la operación manual, puede ser en el caso de mantenimiento continuo de la válvula de control.
(7) Las válvulas de control deben retirarse completamente de la tubería antes de la instalación de objetos extraños, como suciedad o escoria de soldadura.
Fallos comunes y manejo
1. La válvula de control no funciona
Primero confirme si la presión de la fuente de aire es normal y encuentre la falla de la fuente de aire. Si la presión de la fuente de aire es normal, entonces determine la salida del amplificador del posicionador o del convertidor eléctrico/de gas; Si no hay salida, el orificio del acelerador constante del amplificador está bloqueado o la humedad del aire comprimido se acumula en la válvula de bola del amplificador. Utilice un pequeño alambre de acero para destapar el orificio del acelerador constante, eliminar la suciedad o limpiar la fuente de aire.
Si todo lo anterior es normal, hay una señal pero no hay acción, entonces el actuador falla, el vástago de la válvula se dobla o el carrete se atasca. En este caso, se debe retirar la válvula para una inspección más detallada.
2. Válvula de control atascada
Si la acción de carrera alternativa del vástago de la válvula es lenta, el cuerpo de la válvula o sustancias viscosas, el bloqueo de coque o la presión del empaque es demasiado apretado, o el empaque de PTFE está envejecido, o se raya el vástago de la válvula por flexión. Las fallas de atasco de la válvula de control ocurren principalmente en el nuevo sistema de operación y revisión de la operación inicial, debido a la escoria de soldadura de la tubería, óxido, etc. en el puerto del acelerador y las piezas de guía causados por el bloqueo de modo que el flujo del medio no sea suave, o la válvula de control. El empaque de revisión está demasiado apretado, lo que resulta en una mayor fricción, lo que hace que una pequeña señal no se mueva, el fenómeno de la acción de la señal grande es demasiado.
Si se encuentra en una situación de este tipo, puede abrir y cerrar rápidamente la línea secundaria o la válvula reguladora, de modo que los desechos de la línea secundaria o la válvula reguladora sean arrastrados por el medio. Además, también puede utilizar una llave de tubo para sujetar el vástago de la válvula, en el caso de presión de señal externa, fuerza positiva y negativa que hace girar el vástago de la válvula, de modo que el carrete pase sobre la tarjeta. Si el problema no se puede resolver, puede aumentar la presión de la fuente de gas, aumentar la potencia motriz para subir y bajar repetidamente unas cuantas veces y puede resolver el problema. Si aún no puede moverse, debe desarmar la válvula de control; por supuesto, este trabajo requiere fuertes habilidades profesionales y debe completarse con la asistencia de personal profesional y técnico; de lo contrario, las consecuencias serán más graves.
3. Fuga de válvula
Las fugas de la válvula reguladora generalmente tienen fugas en la válvula reguladora, las fugas en el empaque y el carrete, y la deformación del asiento causada por la fuga en varios casos, se analizan a continuación.
1, fuga de válvula
La longitud del vástago no es adecuada, el vástago de la válvula de gas es demasiado largo, la distancia hacia arriba (o hacia abajo) del vástago no es suficiente, lo que resulta en un espacio entre el carrete y el asiento, no puede haber contacto completo, lo que resulta en fugas internas deficientes. El mismo vástago de la válvula de cierre de gas es demasiado corto, lo que también puede provocar un espacio entre el carrete de la válvula y el asiento, que no puede hacer contacto completo, lo que resulta en un cierre no estanco y fugas internas. Solución: se debe acortar (o extender) el vástago de la válvula para que la longitud de la válvula sea adecuada, de modo que ya no haya fugas internas.
2, fuga de embalaje
Después de cargar el empaque en la caja del empaque, el casquillo ejerce presión axial sobre él. Debido a la deformación plástica de la empaquetadura, produce fuerza radial y contacto cercano con el vástago de la válvula, pero este contacto no es muy uniforme, algunas partes del contacto están sueltas, algunas partes del contacto están más apretadas e incluso Algunas partes del contacto no están encendidas en absoluto. Válvula de control en el proceso de uso, el vástago de la válvula con la empaquetadura entre la existencia de movimiento relativo, este movimiento se llama movimiento axial. En el proceso de uso, con la alta temperatura, alta presión y permeabilidad del medio fluido, la caja de empaque de la válvula reguladora también es un fenómeno de fuga que ocurre en más piezas. La causa principal de las fugas en el empaque es la fuga en la interfaz, ya que en el empaque textil también aparecerán fugas (el medio de presión a lo largo de las fibras del empaque entre el pequeño espacio y la fuga exterior). Las fugas en el vástago de la válvula y en la interfaz del empaque se deben a la disminución gradual de la presión de contacto del empaque, al envejecimiento del empaque y a otras razones, luego el medio de presión estará a lo largo del empaque y el vástago del espacio de contacto entre la fuga hacia el exterior.
Para hacer que el empaque se coloque en el conveniente anillo de protección metálico más pequeño, biselado en la parte superior del prensaestopas, en la parte inferior del prensaestopas colocado en el espacio resistente a la corrosión, preste atención a la protección del anillo y la superficie de contacto del relleno. No se puede biselar para evitar que el relleno se salga debido a la presión del medio. El prensaestopas y el relleno entran en contacto con parte de la superficie a terminar, para mejorar el acabado de la superficie y reducir el desgaste del relleno. Selección de relleno de grafito flexible, debido a su buena hermeticidad, fricción, uso a largo plazo de pequeños cambios, desgaste del quemado es pequeño, fácil de reparar y los pernos del prensaestopas reapretados la fricción no cambia, buena resistencia a la presión y resistencia al calor, no sujeto a la erosión del medio interno, y el vástago y la caja de relleno del contacto interno del metal no producen picaduras ni corrosión. De esta manera, se protege eficazmente el sello de la caja del empaque del vástago, para garantizar la confiabilidad del sello del empaque y la vida útil también mejora considerablemente.
3, el carrete de la válvula, fuga de deformación del asiento de la válvula
Las fugas en el carrete de la válvula y en el asiento de la válvula se deben principalmente a defectos de fundición o forja en el proceso de producción de las válvulas de control que pueden provocar una mejora de la corrosión. El paso de medios corrosivos y el lavado de medios fluidos también provocarán fugas en la válvula de control. Corrosión principalmente en forma de erosión o cavitación. Cuando el medio corrosivo pasa a través de la válvula reguladora, producirá erosión e impacto en el carrete, el material del asiento, de modo que el carrete, el asiento ovalado u otras formas, con el tiempo, lo que resultará en que el carrete y el asiento no coincidan, haya un espacio, apagado. no está apretado y se producen fugas.
Coloque un buen carrete de válvula y seleccione el material del asiento de válvula. Seleccione materiales resistentes a la corrosión, se debe eliminar firmemente la existencia de picaduras, tracoma y otros defectos en el producto. Si la deformación del núcleo de la válvula y del asiento de la válvula no es demasiado grave, se puede utilizar un pulido con papel de lija fino para eliminar los rastros y mejorar el acabado del sellado para mejorar el rendimiento del sellado. Si el daño es grave, se debe reemplazar la válvula por una nueva.
4. Vibración
La rigidez del resorte de la válvula de control no es suficiente, la señal de salida de la válvula de control no es estable y los cambios bruscos pueden causar fácilmente la oscilación de la válvula de control. Se seleccionan la frecuencia de la válvula y la frecuencia del sistema o la tubería, vibración base, para que la vibración de la válvula de control. Selección incorrecta, la válvula de control funciona con un pequeño grado de apertura, hay una resistencia drástica al flujo, el caudal, los cambios de presión, cuando la rigidez de la válvula es mayor, el deterioro de la estabilidad y la oscilación grave.
Como las causas de la oscilación son multifacéticas, es necesario analizar problemas específicos. Una ligera vibración puede aumentar la rigidez a eliminar, como la elección de una válvula de control de resorte de gran rigidez, cambiar la estructura de implementación del pistón, etc.; La vibración de la base de la tubería se puede aumentar aumentando el soporte para eliminar la interferencia de vibración; la frecuencia de la válvula y la frecuencia del sistema son las mismas que la sustitución de diferentes estructuras de la válvula reguladora; trabajo en el pequeño grado de apertura causado por la vibración, es la selección incorrecta causada por la válvula específicamente debido a que la capacidad de flujo de la válvula del valor de C es demasiado grande, se debe volver a seleccionar, seleccione la capacidad de flujo C el valor es menor o el uso de control de rango dividido o el uso de una válvula submadre para superar la oscilación generada por la válvula reguladora que trabaja en un pequeño grado de apertura.
5. Válvulas de control ruidosas
Cuando el fluido fluye a través de la válvula de control, como antes y después, la diferencia de presión es demasiado grande, se producirá un fenómeno de cavitación en el carrete de la válvula, el asiento de la válvula y otras partes, por lo que el fluido produce ruido. Se selecciona el valor de la capacidad de flujo, el valor de la capacidad de flujo se debe volver a seleccionar al valor apropiado de la válvula reguladora para superar el funcionamiento de la válvula reguladora con un pequeño grado de ruido causado por el ruido, se introduce lo siguiente para eliminar el ruido de varios métodos.
1, método para eliminar el ruido de resonancia
Sólo cuando la válvula de control resuena, hay superposición de energía y produce más de 100 decibeles de ruido fuerte. Algunos muestran vibraciones fuertes, el ruido no es grande, algunos muestran vibraciones débiles, pero el ruido es muy grande; Algunas vibraciones y ruidos son mayores. Este ruido produce un sonido monótono, cuya frecuencia generalmente es de 3000 a 7000 Hz. Evidentemente, al eliminar la resonancia, el ruido desaparece naturalmente.
2, para eliminar el método de ruido de la corrosión por vapor.
La cavitación es la principal fuente de ruido hidrodinámico. La cavitación, la ruptura de la burbuja de vapor genera un impacto de alta velocidad, lo que resulta en una fuerte turbulencia local, lo que resulta en ruido de cavitación. Este ruido tiene un amplio rango de frecuencia, generando un sonido chirriante, y el fluido contiene grava emitida por el sonido es similar. Eliminar y reducir la cavitación es una forma eficaz de eliminar y reducir el ruido.
3, el uso del método de tubería de paredes gruesas
El uso de tuberías de paredes gruesas es uno de los métodos de procesamiento de circuitos acústicos. El uso de tuberías de paredes delgadas puede aumentar el ruido en 5 decibeles, el uso de tuberías de paredes gruesas puede reducir el ruido de 0 a 20 decibeles. Cuanto más gruesa sea la pared del mismo diámetro de tubería, cuanto mayor sea el diámetro del mismo espesor de pared, mejor será el efecto de reducción de ruido. Como la tubería DN200, el espesor de pared de 6,25, 6,75, 8, 10, 12,5, 15, 18, 20, 21,5 mm puede reducir el ruido: -3,5, -2 (es decir, aumentar), 0, 3, 6, 8, 11, 13, 14,5 decibelios. Por supuesto, cuanto más gruesa sea la pared, mayor será el coste.
4, el uso del método de materiales fonoabsorbentes.
Esta es también una forma más común y eficaz de abordar la ruta del sonido. Los materiales absorbentes de sonido disponibles se pueden envolver alrededor de la fuente de ruido y la tubería después de la válvula. Cabe señalar que el ruido se propagará por el flujo de fluido y a larga distancia, por lo que se debe empaquetar material absorbente de sonido hasta donde, utilizando tuberías de paredes gruesas hasta donde, para eliminar la efectividad del ruido hasta donde la terminación. Este enfoque se aplica a que el ruido no sea muy alto y la tubería no sea muy larga, porque es un enfoque más costoso.
5, método del silenciador en serie este método
Aplicable como silenciador de ruido aerodinámico, puede eliminar eficazmente el ruido dentro del fluido e inhibir la transmisión a la capa límite sólida del nivel de ruido. Para un alto caudal másico o una alta relación de caída de presión antes y después de la válvula, este método es el más eficaz y económico. Se puede lograr una reducción significativa del ruido utilizando silenciadores de serie del tipo de absorción. Sin embargo, por consideraciones económicas, generalmente se limita a una atenuación de unos 25 dB.
6, método de caja insonorizada
Mediante el uso de cajas insonorizadas, en casas y edificios, se aísla la fuente de ruido del interior, de modo que el ruido del ambiente exterior se reduce a un rango aceptable para las personas.
7、Método de limitación en serie
En ocasiones, cuando la relación de presión de la válvula reguladora es alta (△ P / P1 ≥ 0,8), se utiliza el método de estrangulación en serie, es decir, la caída de presión total se dispersa en la válvula reguladora y en la válvula después del elemento estrangulador fijo. Como el uso de difusores, placas restrictivas porosas, que es el más eficaz de los métodos de reducción de ruido. Para obtener la mejor eficiencia del difusor, se debe partir de la instalación de cada pieza para diseñar el difusor (forma de la entidad, tamaño), de manera que el nivel de ruido generado por la válvula y el nivel de ruido generado por el difusor sea el mismo.
8, la selección de válvula de bajo ruido.
Válvula de bajo ruido según el fluido a través del carrete, el asiento de la válvula de la trayectoria del flujo en zigzag (multiorificio, multicanal) de la desaceleración gradual para evitar que cualquier punto en la trayectoria del flujo produzca velocidad supersónica. Existen diversas formas y estructuras de válvulas de bajo ruido (diseñadas para sistemas especializados) para su uso. Cuando el ruido no es muy grande, la elección de una válvula de manguito de bajo ruido puede reducir el ruido de 10 a 20 dB, que es la válvula de bajo ruido más económica.
Fallo del posicionador de válvula
Los posicionadores comunes funcionan según el principio de equilibrio de fuerza mecánico, es decir, tecnología de deflector de boquilla, y existen principalmente los siguientes tipos de fallas:
(1) Debido al funcionamiento del principio de equilibrio de fuerza mecánica, tiene más piezas móviles, que pueden verse afectadas fácilmente por la temperatura y la vibración, lo que resulta en la fluctuación de la válvula reguladora.
(2) Al adoptar la tecnología de deflector de la boquilla, debido al pequeño orificio de la boquilla, es fácil que se bloquee con polvo o una fuente de aire sucia, por lo que el posicionador no puede funcionar correctamente.
(3) Utilizando el principio de equilibrio de fuerzas, el coeficiente de elasticidad del resorte cambiará en el sitio defectuoso, lo que dará como resultado la no linealidad de la válvula reguladora, lo que provocará una disminución en la calidad del control.
(4) El posicionador inteligente consta de un microprocesador (CPU), un convertidor A/D, D/A y otros componentes. Su principio de funcionamiento es muy diferente del posicionador ordinario, la comparación del valor dado y el valor real de las señales puramente eléctricas. , y ya no fuerce el equilibrio. Por lo tanto, puede superar la desventaja del equilibrio de fuerzas del posicionador convencional. Sin embargo, cuando se utilizan para ocasiones de parada de emergencia, como válvulas de cierre de emergencia, válvulas de ventilación de emergencia, etc., estas válvulas deben estar estacionarias en una posición determinada, solo cuando surge una situación de emergencia, es necesario actuar de manera confiable, durante mucho tiempo. permanecer en una determinada posición, es fácil hacer que el convertidor eléctrico se salga de control dando como resultado una pequeña señal que no actúa en una situación peligrosa. Además. Utilizado para el potenciómetro de detección de posición de la válvula debido al trabajo en el campo, el valor de resistencia es propenso a cambiar lo que resulta en una pequeña señal que no actúa, la señal grande es una situación peligrosa completamente abierta. Por lo tanto, para garantizar la fiabilidad y disponibilidad de los posicionadores inteligentes, es necesario probarlos con frecuencia.
