دليل شامل لأعطال صمامات التنظيم وحلولها

Thread Content

تختلف الصمامات التنظيمية عن الصمامات اليدوية، فهي تكون في حالة حركة وتعديل مستمر أثناء الاستخدام، كما أن لديها العديد من الأجزاء المتحركة، وعليها أن تتحمل ضغوطًا ناتجة عن عدم توازن السائل أو قوى أخرى، مما يؤدي إلى حدوث أعطال غير متوقعة. ويمكن أن تنشأ هذه الأعطال من جهاز التشغيل أو جهاز التنظيم، أو ربما من الأجهزة المتصلة بها. 　　أولاً: الأعطال الناتجة عن المواد المستخدمة في الحشو
تتمثل الأعطال الناتجة عن المواد المستخدمة في الحشو في زيادة كمية التسرب، وزيادة قوة الاحتكاك، بالإضافة إلى حدوث اهتزازات في قضيب الصمام. التحليل كالتالي: 1. مادة الحشو غير مناسبة. الأعطال الناتجة عن عدم ملاءمة مادة المواد الحشوية تتمثل بشكل أساسي في زيادة كمية التسرب الخارجي وزيادة قوة الاحتكاك؛ على سبيل المثال، في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، يتم استخدام مواد حشوية من البوليتترافلوروإيثيلين. طريقة معالجة العطل هي استبدال المواد الحشوية. 　　2. تصميم هيكل المواد الحشوية غير مناسب. في تجويف المواد الحشوية، يكون موضع المواد الحشوية والملحقات ذات الصلة غير صحيح، كما أن ارتفاع المواد الحشوية غير مناسب. طريقة حل المشكلة هي تركيب المواد الحشوية والملحقات ذات الصلة وفقًا للإرشادات المذكورة في كتيب التعليمات الخاص بالمنتج. 　　3. تركيب المواد الحشوية غير مناسب. على سبيل المثال، يؤدي تركيب مواد الحشو من الجرافيت بطريقة حلزونية إلى عدم توزيع متساوٍ لقوة الضغط على المواد، بالإضافة إلى عدم تماثل المركز. طريقة معالجة الأعطال هي التركيب طبقة بطبقة لضمان توزيع قوة الضغط بشكل متساوٍ. 　　٤. يوجد مواد غريبة في المواد المستخدمة كمواد مالئة. تتسبب الشوائب الموجودة داخل المواد المملئة في تشقق قضيب الصمام. طريقة معالجة الأعطال هي تنظيف المواد المستخدمة في الحشو، وإزالة الشوائب منها. 　　5. تم تركيب غطاء الصمام بشكل خاطئ. يؤدي التركيب غير الصحيح لغطاء الصمام إلى عدم توزيع الضغط بشكل متساوٍ على المواد العازلة. طريقة معالجة العطل هي إعادة تركيب وسادات غطاء الصمام، مع شد براغي تثبيت غطاء الصمام بشكل متساوٍ عبر طريقة متقاطعة. 　　ثانيًا: الأعطال الناتجة عن عدم متانة الإغلاق في جهاز التنفيذ
تتمثل الأعطال الناتجة عن عدم متانة الإغلاق في جهاز التنفيذ في زيادة وقت الاستجابة، بالإضافة إلى بطء حركة قضيب الصمام. التحليل كالتالي: 1. غشاء الآلية التنفيذية ذات الغشاء الهوائي غير مضغوط. يؤدي عدم ضغط الغشاء بشكل كافٍ أو عدم توزيع الضغط بشكل متساوٍ إلى تسرب إشارة الهواء الواردة، مما يجعل استجابة الجهاز التنفيذي لتغيرات الإشارة بطيئة، ويزيد من زمن الاستجابة. إذا تم تركيب جهاز تحديد موضع الصمام، فإن تأثير ذلك سيقل. طريقة معالجة الأعطال هي استخدام محلول الصابون للفحص وإصلاح نقاط التسرب. 　　2. تآكل حلقة ختم المكبس في آلية التنفيذ ذات المكبس الهوائي. يؤدي ذلك إلى عدم قدرة صمام التنظيم على الاستجابة بسرعة، وبالتالي يصبح حركة مقبض الصمام بطيئة. طريقة معالجة العطل هي استبدال حلقة الختم، وفحص ما إذا كان هناك تآكل في السطح الداخلي للأسطوانة. 　　٣. تلف غشاء العضو التنفيذي ذو الغشاء الهوائي. يتجلى ذلك في بطء حركة قضيب الصمام، ويمكن سماع صوت تسرب الغاز. طريقة معالجة العطل هي استبدال الغشاء، كما يجب فحص جهاز التثبيت أو الصينية للتأكد من عدم وجود أي نتوءات أو شوائب. 　　4. تسرب الهواء في خطوط الاتصال. يؤدي ذلك إلى بطء حركة قضيب الصمام، مما يزيد من وقت الاستجابة. طريقة معالجة الأعطال هي دهن خطوط الوصل بمحلول الصابون، وفحص نقاط التسرب، ثم استبدالها أو لحامها. 　　ثالثًا: الأعطال الناتجة عن القوى غير المتوازنة
تتمثل الأعطال الناتجة عن القوى غير المتوازنة في عدم استقرار أداء صمامات التحكم، وعدم قدرتها على الإغلاق بشكل كامل. تحليل الأعطال كالتالي: 1. اتجاه التدفق غير صحيح. تسبب تركيب صمام التنظيم بشكل خاطئ في عدم توافق اتجاه تدفق السائل الفعلي مع الاتجاه المشار إليه على الصمام، مما أدى إلى تغير في القوى غير المتوازنة. على سبيل المثال، يتم تركيب صمام تنظيم التدفق في وضع التدفق الحر. طريقة معالجة العطل هي إعادة التثبيت. 　　2. عدم تطابق الأجهزة المنفذة. يؤدي ذلك إلى نقص في القوة أو عزم الدفع، مما يجعل صمام التحكم لا يعمل بشكل صحيح. طريقة معالجة العطل هي استبدال جهاز التنفيذ. 　　رابعاً: أعطال الآليات التنفيذية الكهربائية
تشمل أعطال الآليات التنفيذية الكهربائية، بالإضافة إلى الأعطال الشائعة مثل الدوائر القصيرة أو المقطوعة، أعطالًا في المضخمات الخاصة بالتحكم والمحركات الكهربائية. فيما يلي تحليل للأعطال الشائعة:
1. تلف الوصلات أو انقطاع الأسلاك أو حدوث دوائر قصيرة فيها. يؤدي إلى سوء الاتصال، ويزيد أو يقلل من مقاومة الخطوط المعنية. طريقة معالجة الأعطال هي فحص الأسلاك المتصلة وتحريكها، بالإضافة إلى إعادة توصيل الوصلات المختلفة. 　　2. أجزاء النقل الميكانيكية لعزم الدوران. تحقق من أن العملية تسير بشكل طبيعي، ومن أن تشابك التروس جيد، وطريقة معالجة الأعطال هي استبدال أو إصلاح التروس التالفة، بالإضافة إلى إضافة مادة التشحيم. 　　3. المصدر الكهربائي. تحقق مما إذا كان الفيوز قد انصهر، وتأكد من عدم وجود دخان أو روائح غريبة من جهاز التضخيم الخاص بالسيرفو، مثل رائحة الاحتراق الناتجة عن تلف طبقة العزل في هيكل المحول أو المقاومات. طريقة معالجة الأعطال هي استبدال المكونات التالفة. 　　خامسًا: الأعطال الناتجة عن عدم تطابق خصائص التدفق تُستخدم خصائص التدفق لدى صمامات التحكم لتعويض الاختلافات في خصائص الجهاز المراد التحكم فيه. إذا كانت خصائص التدفق المختارة غير مناسبة، فسوف يؤدي ذلك إلى تدهور جودة التحكم في النظام. على سبيل المثال، تختلف حساسية نظام التحكم عند التدفقات المنخفضة والتدفقات العالية. تحليل الأعطال كالتالي:
1. يتمتع الجهاز المُراد التحكم فيه بخصائص غير خطية ناتجة عن الإشباع (مثل أنظمة التحكم في درجة الحرارة). فعند تدفق كميات صغيرة من الماء، يمكن لنظام التحكم أن يعمل بشكل طبيعي، لكن عند تدفق كميات كبيرة، يصبح نظام التحكم غير فعال. أو عند التدفق المنخفض، يكون نظام التحكم حساسًا للغاية، بل قد يحدث فيه تذبذب وعدم استقرار، أما عند التدفق العالي، فيمكن لنظام التحكم أن يعمل بشكل طبيعي. سبب العطل هو استخدام صمام تنظيم التدفق ذو خاصية خطية أو سريعة الفتح. طريقة معالجة الأعطال هي استبدال المكونات الداخلية للصمام التنظيمي أو الصمام نفسه، أو تركيب جهاز تحديد موضع الصمام، بحيث يلبي الصمام التنظيمي متطلبات خصائص التدفق المتناسبة أو القطعية. 　　2. يتمتع الجسم المُخضع للتحكم بخصائص خطية (مثل أنظمة التحكم في التدفق). عند التدفق المنخفض، يعمل نظام التحكم بشكل طبيعي، أما عند التدفق العالي فإن نظام التحكم يعاني من الاهتزازات أو عدم الاستقرار؛ أو أن نظام التحكم يكون بطيئًا عند التدفق المنخفض، بينما يعمل بشكل طبيعي عند التدفق العالي. سبب العطل هو استخدام صمام تنظيم التدفق ذو خصائص التدفق المتساوي بالنسبة أو القطعي. طريقة معالجة الأعطال هي استبدال المكونات الداخلية للصمام التنظيمي أو الصمام نفسه، أو تركيب جهاز تحديد موضع الصمام، بحيث يلبي الصمام التنظيمي متطلبات خصائص التدفق الخطية. 　　3. تم اختيار معامل التدفق المحدد لصمام التنظيم بشكل غير مناسب. إذا كان معامل التدفق المحدد المختار كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا، فإن ذلك يؤدي إلى زيادة أو نقصان أقل تدفق يمكن لصمام التحكم تعديله، وبالتالي لا يمكن تلبية متطلبات عملية الإنتاج. عندما يعمل صمام التحكم في وضعية فتح جزئي أو كامل، يتدهور جودة التحكم. طريقة معالجة العطل هي إعادة حساب معامل تدفق صمام التنظيم، وتركيب صمام تنظيم يلبي المتطلبات. على سبيل المثال، يؤدي اختيار صمام التنظيم بناءً مباشرة على قطر أنابيب العملية إلى زيادة كبيرة في معامل التدفق المحدد، كما يؤدي توسع نطاق الإنتاج إلى انخفاض كبير في معامل التدفق المحدد. 　　السادس: الأعطال الناتجة عن تصميم أو تركيب مسارات التدفق بشكل خاطئ
تظهر الأعطال الناتجة عن تصميم أو تركيب صمامات التحكم بشكل خاطئ في زيادة الضوضاء، وتراكم الأوساخ داخل جسم الصمام، مما يؤدي إلى عدم إغلاق الصمام بشكل كامل، وزيادة كمية التسرب، أو حتى تعطل الصمام. تحليل الأعطال كالتالي: 1. زيادة كمية التسرب في الصمام ذو المقعدين. لم يتم تصميم الصمام ذو المقعدين بشكل متكامل، مما يؤدي إلى اختلاف معامل التمدد للأجزاء الداخلية للصمام مع تغير درجة الحرارة، وبالتالي زيادة كمية التسرب. طريقة معالجة الأعطال هي استخدام صمام ذو مقعدين متكامل، أو استخدام صمام أسطواني يحتوي على وظيفة التوازن. 　　2. عند استخدام صمام التوصيل الثلاثي للدمج، يؤدي اختلاف درجة حرارة المادتين السائلتين المدمجتين إلى زيادة كمية التسرب. طريقة معالجة المشكلة هي تغيير طريقة اندماج السوائل إلى طريقة التحكم في تفريقها، وذلك عن طريق تركيب صمام ثلاثي أمام جهاز التبادل الحراري، وبذلك يتم ضمان تساوي درجة حرارة السوائل. 　　3. التدفق غير الصحيح يسبب زيادة الضوضاء. على سبيل المثال، تُستخدم صمامات التحكم في التدفق للإغلاق في الحالات التي يكون فيها التدفق منخفضًا، مما يؤدي إلى زيادة الضوضاء. طريقة معالجة الأعطال هي فحص اتجاه التدفق وإعادة التركيب. 　　4. تم تركيب صمامات القطع العلوية والسفلية وصمامات التخطي بشكل خاطئ. مما يؤدي إلى عدم إمكانية تصريف الأوساخ أو الرطوبة أو الغازات غير القابلة للتكثيف. طريقة التعامل مع الأعطال هي تركيب صمام التصريف في أدنى نقطة في مجموعة الصمامات التنظيمية، وتركيب صمام التخليص في أعلى نقطة فيها. 　　5. تركيب غلاف المحور التوجيهي بشكل خاطئ. يؤدي ذلك إلى عدم تحقيق التوازن في المركز، مما يزيد من الاحتكاك ويسبب تعطل قضيب الصمام. طريقة معالجة العطل هي إعادة تركيب غلاف المحور الإرشادي. 　　سابعاً: الأعطال الناتجة عن التسربات
يؤدي التسرب الداخلي إلى انخفاض في معدل التحكم، وفي الحالات الشديدة، قد لا يتمكن نظام التحكم من تلبية متطلبات التشغيل والتحكم في العمليات. يتسبب التسرب الخارجي في تلوث البيئة، مما يرفع التكاليف. تحليل الأعطال كالتالي: 1. زيادة كمية التسرب بسبب الفراغ والتآكل الناتج عن البخار. يؤدي تلف جزء الصمام وقاعدة الصمام بسبب التكثيف الهوائي والتبخر السريع والتآكل الناتج عن البخار إلى زيادة كمية التسرب في الصمام التنظيمي، مما يظهر على شكل زيادة في ضوضاء الغازات أو السوائل. طرق معالجة الأعطال تتضمن فحص المكونات الداخلية للصمام، واستبدال أو صقل جزء الصمام الداخلي وقاعدة الصمام، بالإضافة إلى لحام مواد صلبة على جزء الصمام الداخلي، وتقليل الفرق في الضغط على طرفي الصمام، والقضاء على مصادر الضوضاء، واستخدام صمامات تنظيمية منخفضة الضوضاء. 　　2. زيادة كمية التسرب بسبب وجود مواد غريبة في السائل المتهم بها. في مرحلة القيادة، غالبًا ما يحدث تسرب للمواد الغريبة إلى صمام التحكم بسبب عدم فك صمام التنظيم أثناء عملية تنظيف الأنابيب، أو خلال فترة التشغيل، تتراكم المواد الغريبة الموجودة في السائل المُضخ داخل جسم الصمام، وتؤدي هذه المواد إلى تلف سطح الختم بين قلب الصمام والمقعد، مما يزيد من كمية التسرب. طريقة معالجة الأعطال هي تلميع جزء الصمام وقاعدته، ويتم فك صمام التحكم أثناء تنظيف الأنابيب، وبالنسبة للسوائل التي تحتوي على جسيمات، يمكن تركيب جهاز تصفية أعلى صمام التحكم، كما يجب تركيب مجموعة صمامات التحكم في موضع مرتفع، مع إجراء عمليات تنظيف دورية. 　　3. الاتصال بين الجهاز التنفيذي وجهاز التنظيم غير مناسب. طريقة معالجة العطل هي إعادة التركيب وإجراء اختبار لمعدل التسرب. 　　4. تركيب المواد الحشوية بشكل خاطئ. بسبب تركيب المواد الحشوية بشكل خاطئ، يزداد قوة الاحتكاك أو يتشوه مقبض الصمام. طريقة معالجة العطل هي إعادة تركيب المواد الحشوية، وتصحيح شكل قضيب الصمام المتشوه. 　　5. تركيب الفلانجة بشكل غير صحيح. يؤدي عدم توزيع الضغط إلى حدوث تسربات خارجية، وطريقة معالجة هذه المشكلة هي إعادة تركيب الفلانشات والوسائد العازلة، مع الضغط على الفلانشات بقوة متساوية. 　　6. تآكل جزيء الصمام وقاعدة الصمام بسبب تدفق السوائل. طريقة معالجة الأعطال هي تلميع جزء الصمام وقاعدته. 　　7. يؤدي تركيب المواد المالئة بشكل خاطئ إلى زيادة الاحتكاك، كما أن عدم إغلاق صمام التنظيم بشكل صحيح يؤدي إلى زيادة كمية التسرب. طريقة معالجة العطل هي إعادة تركيب المواد العازلة لتقليل الاحتكاك. 　　8. التدفق غير الصحيح يؤدي إلى زيادة كمية التسرب. يؤدي اختيار اتجاه التدفق بشكل غير صحيح إلى زيادة القوى غير المتوازنة، مما يزيد من كمية التسرب. طريقة معالجة العطل هي مراجعة رسومات التصميم وإعادة التركيب. 　　ثامنًا: الأعطال الناتجة عن سقوط جزء الصمام
قبل سقوط جزء الصمام، يصدر من الصمام ضوضاء ميكانيكية كبيرة. بعد حدوث العطل، لا يستطيع نظام التحكم أن يقوم بالتعديلات بشكل طبيعي، مما يؤدي إلى ارتفاع أو انخفاض مفاجئ في المتغيرات التي يتم التحكم فيها. تحليل الأعطال كالتالي. 　　تصميم مسار تدفق صمام التنظيم غير مناسب، مما يؤدي إلى اهتزاز جزيء الصمام وتعرضه لقوى القص، وخلال فترة التشغيل المطولة، ينكسر دبوس الربط بين جزيء الصمام وقضيب الصمام، مما يؤدي إلى سقوط جزيء الصمام. طريقة معالجة العطل هي فحص مسار صمام التنظيم واستبدال الدبوس. 　　2. تم تركيب دبوس ربط قلب الصمام بشكل غير محكم، مما أدى إلى سقوطه. طريقة معالجة العطل هي إعادة تركيب الدبوس وتثبيته بإحكام. 　　تاسعاً: أعطال موضعي الصمامات
تؤدي أعطال موضعي الصمامات إلى تدهور خصائص الدائرة الفرعية المتسلسلة. نظرًا لأن موضع المفتاح يقع ضمن الحلقة الفرعية لنظام التحكم المتسلسل، فإنه يتمتع بقدرة معينة على التكيف. تتجلى مشاكل موضعي الصمامات في عدم استقرار نظام التحكم والتعطل وغيرها. 　　أعراض الأعطال الناتجة عن عدم ملاءمة كام التحكم في جهاز تحديد موضع الصمام، تشبه أعراض الأعطال الناتجة عن عدم ملاءمة خصائص تدفق الصمام التنظيمي؛ فهذا يؤدي إلى حدوث عدم استقرار أو بطء في أداء نظام التحكم في نقاط العمل المختلفة. طريقة معالجة الأعطال تتمثل في اختيار كامة موضع الصمام المناسبة بناءً على خصائص الجهاز المُراد التحكم فيه وخصائص تدفق الصمام التنظيمي، وبعد تركيب الكامة يجب إجراء عملية ضبط. 　　من أعطال مضخم موضع الصمامات انسداد فتحات التحكم في التدفق، وزيادة مكاسب المضخم بشكل كبير. يؤدي الأول إلى تغير بطيء في الإخراج، بينما يسبب الثاني ظاهرة الرنين في نظام التحكم. لذلك، فإن طريقة معالجة المشكلة تتمثل في فحص فتحات التنظيم في المضخم وتنظيفها؛ وعندما يكون معامل التضخيم مرتفعًا جدًا، يمكن تقليل قوة انبساط الزنبرك المستخدم، أو استبدال المضخم نفسه. 　　يؤدي عدم تطابق قضيب الكشف في جهاز تحديد موضع الصمام إلى زيادة المنطقة الميتة، مما يمنع الحصول على إشارات رد فعل صحيحة وفي الوقت المناسب بخصوص موضع الصمام. وبالتالي، يتدهور جودة التحكم في نظام التحكم. طريقة معالجة العطل هي فحص قضيب الكشف عن التغذية الراجعة وإعادة تركيبه.