May 12, 2025
En la industria química, las válvulas de control se utilizan ampliamente, y para la vibración de la válvula de control, algunos amigos no son muy bien entendidos.
La vibración de la válvula de control se refiere al fenómeno de cierre y apertura rápidos de la válvula durante el funcionamiento.indicando que la válvula de control no puede mantenerse estable en una posición adecuada para mantener las condiciones de proceso previstas.
Esta condición hace que la variable de proceso en un sistema de circuito cerrado fluctúe alrededor de su punto de ajuste.
Las causas de las vibraciones pueden ser las siguientes:
Problemas con el controlador:Un controlador mal configurado o un fallo de sus componentes internos puede dar lugar a una señal de control inestable, que a su vez puede hacer que la válvula vibre.
Falla de los componentes de las válvulas de control:El desgaste o el daño de componentes específicos de la válvula (como bobinas, asientos o actuadores) también pueden provocar fenómenos de vibración.
Influencia del método de operación:A veces, incluso si el hardware en sí no es defectuoso, un método de operación o diseño de proceso inadecuado puede desencadenar vibraciones.
La vibración persistente de la válvula no sólo perjudica el funcionamiento del sello de la glándula, sino que también puede provocar desviaciones significativas del punto de ajuste deseado, lo que afecta a la productividad y a la calidad del producto.Por lo tanto, 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.
Este artículo profundizará en los diversos factores potenciales que causan la vibración de la válvula y cómo se diagnostican,con el objetivo de ayudar a los lectores a comprender mejor y hacer frente a este desafío común pero complejo de control industrialAl comprender esta información, los ingenieros y técnicos pueden mantener y optimizar de manera más eficaz sus sistemas de control para garantizar el funcionamiento sin problemas de los procesos de producción.
¿Qué causa la vibración de la válvula?
1Problema con el circuito de control.
Cambiar el modo del controlador de automático a manual y evaluar la respuesta de la manera habitual para determinar si el problema está dentro del bucle.
Si la oscilación se detiene, el bucle es defectuoso. Estos problemas generalmente ocurren en procesos no lineales. Debido a los efectos de histeresis, también puede ocurrir caza.El resultado es que el ciclo de proceso se comporta lentamente.
El controlador no está configurado para resolver este problema mecánico. Las válvulas de control atascadas causadas por problemas de bucle se pueden resolver ajustando adecuadamente el controlador.Si esto no está indicado en el manual, puede deberse a otras causas, como las diferencias reales en las variables de proceso, el tamaño de las válvulas, etc.
2Tamaño de la válvula de control
La capacidad de control de la válvula está muy afectada por el tamaño de la válvula de control.El coeficiente de flujo (abreviado Cv) es la cantidad de agua que puede pasar a través de una válvula completamente abierta a 600 ° F con una caída de presión de 1 psi.
Incluso las válvulas de control del mismo tamaño pueden tener diferentes valores de Cv si el estilo del cuerpo o los componentes internos de la válvula son diferentes.El problema del dimensionamiento de las válvulas de control se hace evidente cuando la ganancia total del proceso es baja o muy altaLos tamaños de las válvulas de control a menudo se seleccionan en función de la necesidad de futuros aumentos de caudal, lo que puede dar lugar a que el tamaño de la válvula seleccionada sea ligeramente mayor que los requisitos actuales de la aplicación.que pueden afectar a la precisión del control.
Las válvulas que son demasiado grandes pueden dar lugar a una apertura y cierre excesivos, causando agarres, daños en el embalaje y un control inexacto.Las válvulas que son demasiado pequeñas requieren una gran caída de presión para mantener un flujo adecuado y pueden carecer de la capacidad necesariaLa cavitación y el parpadeo son los principales problemas que causan daños a las partes internas de la válvula de control.que a su vez conduce a fluctuaciones en el control del proceso.
3. posicionador de válvula de control
Para mantener el actuador de la válvula de control en la posición de equilibrio requerida para controlar las variables del proceso, el posicionador de válvula se realiza regulando la presión del aire.
Tiene un carrete para controlar el flujo de aire, pero el uso prolongado o las partículas de polvo en el aire pueden hacer que el carrete se desgaste, haciendo que se quede atascado en una posición particular,que produce una presión de aire anormalmente altaUna vez que la presión del aire aumenta, el carrete se libera de la posición atascada, lo que provoca un descenso que resulta en una posición inestable de la válvula, pérdida del control efectivo de la válvula y desviación.
El posicionador de válvula puede estar expuesto a altas temperaturas debido al calor radiante de los tanques de proceso circundantes, que también puede ser un factor en el posicionador que causa el estancamiento de la válvula de control,que pueda causar daños en los sellos y tuberías del posicionadorEl posicionador utiliza un enlace de retroalimentación para detectar la posición real de la válvula para ajustar la salida.
Si el enlace de retroalimentación falla, por ejemplo debido a fuerzas de fluido o fricción, la válvula puede no funcionar correctamente. Los posicionadores inteligentes modernos tienen la capacidad única de reconocer tales desviaciones.
4. la fricción estática durante el viaje de la válvula
Cuando una válvula se encuentra con fricción estática (es decir, estancamiento), deja de moverse en una posición específica y requiere una fuerza adicional para reiniciar.La causa de este fenómeno puede ser el endurecimiento de la glándula o el flujo viscoso dentro del carrete..
Cuando la fuerza aplicada es suficiente para superar el punto de estancamiento, la válvula se mueve a la posición de sobrecarga, haciendo que la variable de proceso supere el punto de ajuste.Este estancamiento se puede observar mediante el monitoreo de la relación entre la salida del controlador y la variable de proceso.
El accionador de la válvula debe tener el tamaño adecuado y el par en el sello de la glándula debe estar dentro de límites aceptables para evitar el estancamiento.
5. Defectos de hardware
Además, el desgaste en el interior del carrete puede hacer que la válvula se bloquee, impidiendo que se cierre por completo.Daño a la bobina puede hacer que una válvula de control a perder el control en el rango de funcionamiento alto.
En las válvulas de control, el empaquetado de glándulas se utiliza para evitar que los medios de proceso salgan del cuerpo de la válvula.amenazando la seguridad del entorno de trabajoLas fugas en el actuador de la válvula son otro factor que puede conducir a la caza de válvulas.
La base de la válvula está inicialmente posicionada con precisión por el posicionador de válvula, pero debido a una fuga, la base seguirá moviéndose, obligando al posicionador a ajustar repetidamente la salida,lo que resulta en una búsqueda infinita de la posición del talloEste es uno de los fenómenos comunes para las válvulas de control bajo señales de control de estado estacionario.
¿Cómo detener la vibración de la válvula?
Análisis y diagnóstico de la oscilación
Determine la fuente del problema cambiando el controlador al modo manual y observando si la oscilación se detiene.Si la oscilación se detiene, indica que el problema se debe a un problema en el propio bucle, que puede resolverse con los ajustes apropiados.
Las oscilaciones internas pueden ser causadas por un ajuste incorrecto o un mal funcionamiento de la máquina.el problema puede deberse a un conjunto de válvulas dañado o a un cambio en los parámetros del proceso.
El atasco y el sobrepeso del posicionador son las causas más comunes de atasco de la válvula de control.La respuesta de salida de la válvula en presencia de un fenómeno de adhesión puede demostrarse claramente mediante un gráfico.
¿Cuáles son las principales causas del atasco de la válvula de control?
Para determinar si la sujeción de la válvula de control se debe a un ajuste incorrecto del controlador o a un fallo mecánico de la propia válvula de control,se recomienda que la salida del controlador se desvíe temporalmente, la presión constante suministrada al actuador de la válvula de control y la respuesta de salida observada.
Los potenciales lineales (transmisores de posición) se utilizan para detectar el movimiento del tallo, mientras que los transductores de presión (posicionadores inteligentes) se utilizan para medir la presión de salida del posicionador.Al conectar estos sensores a un sistema de adquisición de datos y visualizar estos datos utilizando software de monitoreo (como Labview), se puede generar un gráfico del recorrido del tallo frente a la salida del controlador.
¿Cuál es la causa principal de una válvula de control atascada?
El microcontrolador recibe señales de entrada del punto de ajuste del controlador y de los sensores de presión.se considera un comportamiento de "caza" si esta desviación ocurre más de cinco vecesEn este caso, 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 positionerRevisa la desviación después de unos segundos.
Si la desviación se encuentra reducida, la válvula de control y sus accesorios no están defectuosos.
Por lo tanto, se requiere un ajuste especial del circuito del controlador. Sin embargo, si la válvula sigue siendo defectuosa, las partes internas pueden dañarse o atascarse debido al sello de la glándula.Con la ayuda de un gráfico de zonas muertas, la ubicación exacta de la pegadura se puede encontrar fácilmente.
En el caso de golpes persistentes pero sin evidencia de una zona muerta, la vibración se produce probablemente debido a un daño en un componente como el carrete.Este método también puede ayudar a determinar si el fenómeno de captura está presente en todo el rango de control o se limita a ciertos intervalos de funcionamiento específicos..
