Praktischer Leitfaden zu Fehlern bei Regelventilen und deren Behebung

Thread Content

Regelventile unterscheiden sich von manuellen Ventilen dadurch, dass sie während ihrer Nutzung ständig in Bewegung sind und reguliert werden müssen. Sie weisen viele bewegliche Teile auf und müssen außerdem den Belastungen durch ungleichmäßige Kräfte des Mediums standhalten. Dadurch können verschiedene unerwartete Störungen auftreten. Diese Störungen können vom Antriebssystem oder vom Regelsystem ausgehen – oder auch von den angeschlossenen Zubehörteilen. 　　I. Störungen durch das Füllmaterial  Störungen, die auf das Füllmaterial zurückzuführen sind, äußern sich in einem erhöhten Auftreten von Leckagen, einer gesteigerten Reibung sowie in Schwankungen des Ventilstabs. Die Analyse ist wie folgt: 1. Das Füllmaterial ist nicht geeignet. Fehler, die durch einen ungeeigneten Füllstoff verursacht werden, zeigen sich hauptsächlich in einem erhöhten Außendurchsickern sowie in einer gesteigerten Reibung. Beispielsweise wird in Anwendungen bei hohen Temperaturen ein PTFE-Füllstoff verwendet. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Füllstoff auszutauschen. 　　2. Falsche Konstruktion der Stoppfutterstruktur. Im Stoppfutterraum sind die Positionen des Stoppfutters sowie der zugehörigen Komponenten nicht richtig angeordnet, außerdem ist die Höhe des Stoppfutters unangemessen. Die Lösung für dieses Problem besteht darin, das Stoppfutter sowie die zugehörigen Komponenten gemäß den Anweisungen im Produkthandbuch zu installieren. 　　3. Die Befestigung des Füllstoffs ist nicht richtig. Zum Beispiel führt die spiralförmige Befestigung des Graphitfüllstoffs zu einer ungleichmäßigen Verdichtung des Füllstoffs sowie dazu, dass der Mittelpunkt nicht ausgerichtet ist. Die Fehlerbehebung erfolgt durch schichtweises Einbauen, um eine gleichmäßige Druckkraft zu erzielen. 　　4. Im Füllmaterial sind Verunreinigungen vorhanden. Verunreinigungen im Füllmaterial verursachen Kratzer am Ventilstab. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Füllstoff zu reinigen und Verunreinigungen zu entfernen. 　　5. Die Oberteilabdeckung ist falsch montiert. Eine falsche Montage des oberen Ventildeckels führt zu einer ungleichmäßigen Belastung der Dichtung. Die Fehlerbehebung besteht darin, die Dichtungen des oberen Ventildeckels erneut zu installieren und die Befestigungsbolzen des oberen Ventildeckels gleichmäßig in diagonaler Richtung anzuziehen. 　　II. Fehler durch die Dichtigkeit des Aktors
Fehler, die durch die Dichtigkeit des Aktors verursacht werden, äußern sich in einer verlängerten Reaktionszeit sowie in einer träge Funktionsweise des Ventilstabs. Die Analyse ist wie folgt: 1. Die Membran des pneumatischen Membranaktuators ist nicht fest genug gedrückt. Wenn die Membran nicht fest genug gedrückt wird oder die Belastung ungleichmäßig ist, kommt es zu einem Leck des eingegebenen Gassignals. Dadurch wird die Reaktion des Aktors auf Signalveränderungen träge, und die Reaktionszeit verlängert sich. Wenn ein Ventilpositionierer installiert ist, verringert sich sein Einfluss. Die Fehlerbehebung erfolgt durch Besprühen mit Seifenwasser zur Überprüfung sowie Beseitigung der Leckstellen. 　　2. Die Dichtungsringe des pneumatischen Kolbenantriebs sind abgenutzt. Dadurch kann der Regelventil nicht schnell reagieren, und die Bewegung des Ventilstabs ist unpräzise. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Dichtring auszutauschen und zu überprüfen, ob die Innenwand des Zylinders abgenutzt ist. 　　3. Der Membran des pneumatischen Membranaktuators ist beschädigt. Es zeigt sich durch eine ungenaue Bewegung des Ventilstabs, und es ist ein Geräusch eines Gaslecks zu hören. Die Fehlerbehebung besteht darin, die Membran auszutauschen, und es sollte überprüft werden, ob am Begrenzungssystem oder der Palette Späne usw. vorhanden sind. 　　4. Undichte Verbindungsleitungen. Dies führt zu einer unpräzisen Bewegung des Ventilstabs und zu einer verlängerten Reaktionszeit. Die Fehlerbehebung erfolgt durch das Einfetten der Verbindungsleitungen mit Seifenwasser, die Überprüfung der Leckstellen sowie deren Ersetzung oder Verlötung. 　　III. Störungen durch ungleichmäßige Kräfte
Störungen, die durch ungleichmäßige Kräfte verursacht werden, äußern sich in einer instabilen Funktionsweise der Regelventile sowie in einem unzureichenden Schließvorgang dieser Ventile. Die Fehleranalyse ist wie folgt: 1. Falsche Fließrichtung. Die falsche Montage der Regulierventile führt dazu, dass die tatsächliche Fließrichtung des Fluids nicht mit der auf dem Ventil angegebenen Fließrichtung übereinstimmt, wodurch ungleichmäßige Kräfte entstehen. Zum Beispiel wird die Durchflussregelventil in Richtung Durchfluss montiert. Die Fehlerbehebungsmethode ist eine Neuinstallation. 　　2. Nicht passende Ausführungsmechanismen. Dies führt zu unzureichender Schubkraft oder Drehmoment, wodurch die Regelventile nicht richtig arbeiten. Die Fehlerbehebung erfolgt durch den Austausch des Aktors. 　　IV. Fehler bei elektrischen Antrieben  Zu den Fehlern bei elektrischen Antrieben gehören neben den üblichen Problemen wie Kurzschlüssen oder Unterbrechungen in den Leitungen auch Fehler am Servoverstärker sowie am Elektromotor. Zu den häufigen Fehlern gehören:  1. Locker sitzende Steckverbinder oder unterbrochene/verschaltete Leitungen. Es kommt zu einer schlechten Kontaktaufnahme, wodurch die Impedanz der betreffenden Leitungen erhöht oder verringert wird. Die Fehlerbehebung erfolgt durch Überprüfung und Berühren der Verbindungsleitungen sowie durch erneutes Einstecken und Anschließen der verschiedenen Steckverbinder. 　　2. Mechanische Übertragungselemente des Reduktors. Überprüfen Sie, ob der Betrieb normal verläuft und ob die Zähne der Zahnräder gut ineinander greifen. Bei Störungen sollten die beschädigten Zahnräder ersetzt oder repariert werden sowie Schmiermittel hinzugefügt werden. 　　3. Stromversorgung. Überprüfen Sie, ob der Sicherungsschalter durchgebrannt ist, sowie ob vom Positionsfeedback des Servoverstärkers Rauch oder ungewöhnliche Gerüche ausgehen – beispielsweise ein verbrannter Geruch, der auf verbrannte Isolierschichten des Transformators oder Widerstände hindeutet. Die Fehlerbehebung besteht darin, die beschädigten Komponenten auszutauschen. 　　V. Störungen durch nicht übereinstimmende Durchfluss Eigenschaften Die Durchfluss-Eigenschaften der Regelventile dienen dazu, die unterschiedlichen Eigenschaften des gesteuerten Systems auszugleichen. Wenn die ausgewählten Durchflusseigenschaften nicht geeignet sind, verschlechtert sich die Steuerqualität des Steuersystems. Zum Beispiel unterscheidet sich die Empfindlichkeit des Steuerungssystems bei geringem und hohem Durchfluss. Die Fehleranalyse ist wie folgt: 1. Das zu steuernde System weist satellierte, nichtlineare Eigenschaften auf (zum Beispiel bei Temperatursteuerungssystemen). Bei geringem Durchfluss kann das Steuerungssystem normal funktionieren, doch bei hohem Durchfluss wird das Steuerungssystem träge. Beim geringen Durchfluss ist das Steuerungssystem äußerst empfindlich und kann sogar zu Oszillationen und Instabilitäten führen. Bei hohem Durchfluss hingegen kann das Steuerungssystem normal funktionieren. Der Grund für das Problem ist die Verwendung von Regelventilen mit linearer oder schnell öffnender Durchflusscharakteristik. Die Fehlerbehebung erfolgt durch den Austausch der Innenteile des Regelventils oder des Regelventils selbst, oder durch die Installation eines Ventilpositioniers, damit das Regelventil die Anforderungen an eine gleichprozentuale oder parabolische Durchflusscharakteristik erfüllt. 　　2. Das zu steuernde Objekt weist lineare Eigenschaften auf (z. B. ein Durchflussregelungssystem). Beim geringen Durchfluss funktioniert das Steuerungssystem einwandfrei, während es bei hohem Durchfluss zu Oszillationen oder Instabilitäten kommt. Alternativ ist das Steuerungssystem beim geringen Durchfluss träge, während es bei hohem Durchfluss normal funktionieren kann. Der Grund für den Fehler ist die Verwendung von Regelventilen mit gleichprozentiger oder parabolischer Durchflusscharakteristik. Die Fehlerbehebung erfolgt durch den Austausch der Innenteile des Regelventils oder des gesamten Regelventils, oder durch die Installation eines Ventilpositioniers, damit das Regelventil die Anforderungen an lineare Durchflusscharakteristiken erfüllt. 　　3. Falsche Auswahl des Nennstromkoeffizienten der Regulierventile. Der gewählte Nennstromkoeffizient ist entweder zu hoch oder zu niedrig, wodurch der minimale bzw. maximale regulierbare Durchfluss des Regelventils größer oder kleiner wird und die Anforderungen des Produktionsprozesses nicht erfüllt werden können. Wenn die Regelventile in einer Position mit geringem oder hohem Öffnungsgrad arbeiten, verschlechtert sich die Steuerqualität. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Durchflusskoeffizienten der Regulierventile erneut zu berechnen und Regulierventile einzubauen, die den Anforderungen entsprechen. Zum Beispiel führt die direkte Auswahl von Regelventilen auf der Grundlage des Durchmessers der Prozessleitungen zu einem zu hohen Nennstromkoeffizienten, während eine Erweiterung der Produktionskapazitäten wiederum zu einem zu niedrigen Nennstromkoeffizienten führt. 　　VI. Störungen durch fehlerhaften Entwurf und Einbau der Durchflusswege  Störungen, die durch einen fehlerhaften Entwurf oder Einbau der Durchflusswege der Regulierventile verursacht werden, äußern sich in erhöhtem Lärm. Zudem kann Schmutz im Inneren des Ventils ansammeln, wodurch das Ventil nicht mehr richtig schließt. Dadurch steigt das Leckagenmaß oder das Ventil kann sogar blockieren. Die Fehleranalyse ist wie folgt: 1. Der Leckstrom des Doppelventils ist erhöht. Der Zweiplattenventil verfügt nicht über ein integriertes Design, wodurch bei Temperaturänderungen die Ausdehnungskoeffizienten der Ventilkomponenten unterschiedlich sind und dadurch das Leckagevolumen zunimmt. Die Methode zur Fehlerbehebung besteht darin, einen integrierten Doppelventil zu verwenden oder einen Zylinderventil mit Ausgleichsfunktion. 　　2. Wenn ein Drehrhahn zur Verbindung von Flüssigkeiten verwendet wird, führt die unterschiedliche Temperatur der beiden zu verbindenden Flüssigkeiten zu einem erhöhten Leckagegrad. Die Fehlerbehebung besteht darin, die Zusammenflusssteuerung des Fluids in eine Trennsteuereinrichtung umzustellen und vor dem Wärmetauscher einen Dreiecksventil zu installieren, um eine konstante Fluidtemperatur zu gewährleisten. 　　3. Eine falsche Strömungsrichtung führt zu erhöhtem Lärm. Zum Beispiel werden Durchflussregelventile in Situationen mit geschlossenem Durchfluss eingesetzt, was zu einer erhöhten Geräuschentwicklung bei geringem Durchfluss führt. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Fluss zu überprüfen und neu zu installieren. 　　4. Die Ein- und Auslassventile sowie die Umleitventile sind falsch installiert. Dadurch können Schmutz, Kondenswasser oder nicht kondensierbare Gase nicht abgeleitet werden. Die Methode zur Fehlerbehebung besteht darin, die Entlastungsventile am untersten Punkt der Regelventilgruppe anzubringen und die Entlüftungsventile am höchsten Punkt der Regelventilgruppe. 　　5. Fehlende richtige Montage des Führungsschalen. Dies führt zu einer Fehljustierung des Zentrums, wodurch der Reibungswiderstand zunimmt und der Ventilstab blockiert wird. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Führungsschalen erneut zu installieren. 　　7. Störungen durch Leckagen  Innere Leckagen führen zu einer Verringerung des Regelbereichs. In schweren Fällen kann das Steuerungssystem die Anforderungen an den Prozessbetrieb und die Steuerung nicht mehr erfüllen. Außendurchsickern verursacht Umweltverschmutzung und erhöht die Kosten. Die Fehleranalyse ist wie folgt: 1. Durch Kavitation und Korrosion erhöht sich das Leckagevolumen. Durch Kavitation, Verdampfung und Korrosion durch Strömungsverschleiß entstehen Schäden am Ventilkern und am Ventilsitz, wodurch die Leckmenge des Regulierventils zunimmt. Dies zeigt sich in einem erhöhten akustischen Geräusch aufgrund von Gas- oder Flüssigkeitsströmungen. Methoden zur Fehlerbehebung umfassen die Überprüfung der Ventilkomponenten, den Austausch oder die Bearbeitung des Ventilkörpers sowie der Ventilsitze, das Aufbringen von Hartmetall auf den Ventilkörper, die Verringerung des Druckabfalls an den Enden des Regulierventils, die Beseitigung der Geräuschquellen sowie den Einsatz von Regulierventilen mit geringem Geräuschpegel. 　　2. Aufgrund von Verunreinigungen im betroffenen Fluid erhöht sich das Leckvolumen. Während des Betriebs kann es durch unsachgemäße Vorgehensweisen bei der Reinigung der Leitungen dazu kommen, dass Fremdkörper in die Regulierventile gelangen – insbesondere dann, wenn die Regulierventile nicht richtig demontiert werden. Während des Betriebs sammeln sich außerdem Fremdkörper, die mit der zu regulierenden Flüssigkeit mitgeführt werden, im Inneren des Ventils an. Diese Fremdkörper verursachen Schäden an den Dichtflächen zwischen Ventilklappe und -sitz, wodurch die Leckmenge zunimmt. Die Fehlerbehebung erfolgt durch das Schleifen des Ventilkörpers und der Ventilsitze. Während des Leerlaufs der Rohrleitungen wird das Regulierventil entfernt. Bei Flüssigkeiten, die Partikel enthalten, kann oberhalb des Regulierventils ein Filter eingebaut werden. Das Regulierventil sollte an einer höheren Position angebracht werden, und regelmäßig müssen Ablagerungen beseitigt werden. 　　3. Die Verbindung zwischen dem Antriebsteil und dem Regelungsmechanismus ist nicht geeignet. Die Fehlerbehebung besteht darin, die Komponente erneut zu installieren und einen Lecktest durchzuführen. 　　4. Falsche Montage des Füllstoffs. Aufgrund einer falschen Montage des Füllstoffs erhöht sich die Reibung oder es kommt zu einer Verformung des Ventilstabs. Die Fehlerbehebung besteht darin, das Füllmaterial erneut zu installieren und den verformten Ventilstab wieder in Form zu bringen. 　　5. Falsche Befestigung der Flansche. Eine ungleichmäßige Belastung verursacht Auftreten von Leckagen. Die Fehlerbehebung besteht darin, die Verbindungsflansche sowie die Dichtungen erneut zu installieren und die Verbindungsflansche mit gleichmäßiger Kraft zusammenzudrücken. 　　6. Verschleiß des Ventilkörpers und der Ventilsitze durch Flüssigkeitsströmung. Die Methode zur Fehlerbehebung besteht darin, den Ventilkern und die Ventilsitzfläche zu schleifen. 　　7. Eine falsche Befestigung des Füllstoffs führt zu erhöhtem Reibungswiderstand; außerdem verursacht eine nicht ordnungsgemäß schließende Regulierungsventil, dass mehr Flüssigkeit nach außen entweicht. Die Fehlerbehebung besteht darin, das Füllmaterial erneut zu installieren, um den Reibungswiderstand zu verringern. 　　8. Falsche Richtung des Flusses führt zu einem erhöhten Leckageaufkommen. Eine falsche Wahl der Strömungsrichtung führt zu einer erhöhten Ungleichgewichtskraft, wodurch die Leckmenge zunimmt. Die Fehlerbehebung besteht darin, die Konstruktionspläne zu überprüfen und alles erneut zu installieren. 　　8. Fehler durch das Herunterfallen des Ventilkörpers Bevor der Ventilkörper herunterfällt, verursacht das Regulierventil erheblichen mechanischen Lärm. Nach einem Fehler kann das Steuerungssystem nicht mehr ordnungsgemäß regulieren, wodurch die gesteuerten Größen plötzlich ansteigen oder fallen. Die Fehleranalyse ist wie folgt. 　　1. Das Design der Durchflusswege des Regelventils ist unangemessen, wodurch das Ventilstück oscilliert und Scherkräfte ausgesetzt wird. Im Laufe der langfristigen Nutzung brechen die Verbindungsstifte zwischen dem Ventilstück und dem Ventilstab, wodurch das Ventilstück abfällt. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Durchflussweg der Regulierventile zu überprüfen und die Stifte auszutauschen. 　　2. Die Verbindungsstifte des Ventilkörpers sind nicht fest genug befestigt, wodurch der Ventilkörper herunterfällt. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Stift erneut zu installieren und festzuziehen. 　　9. Fehler beim Ventilpositionierer  Fehler am Ventilpositionierer führen dazu, dass die Eigenschaften des hierarchischen Nebenkreises verschlechtern. Da der Ventilpositionierer im Nebenkreis des seriellen Regelungssystems befindet, verfügt er über eine gewisse Anpassungsfähigkeit. Störungen am Ventilpositionierer äußern sich in Instabilität des Steuerungssystems, Blockaden usw. 　　Die durch eine ungeeignete Kammer des Ventilpositioniers verursachten Störungen ähneln denen, die durch eine ungeeignete Durchflusscharakteristik des Regelventils entstehen. Dadurch wird das Steuerungssystem an verschiedenen Betriebspunkten instabil oder reagiert nicht mehr richtig. Die Fehlerbehebung erfolgt durch Auswahl der geeigneten Kammer für den Ventilpositionierer entsprechend den Eigenschaften des gesteuerten Objekts sowie den Durchflusseigenschaften der Regulierventile. Nach der Installation der Kammer ist eine Justierung erforderlich. 　　Zu den Fehlern des Ventilpositioniersverstärkers gehören verstopfte Drosselöffnungen sowie ein zu hoher Verstärkungsfaktor des Verstärkers. Ersteres verursacht eine langsame Veränderung der Ausgabe, letzteres führt zu Resonanzeffekten im Steuerungssystem. Daher besteht die Fehlerbehebung darin, die Drosselöffnungen des Verstärkers zu überprüfen und zu reinigen. Wenn der Verstärkungsfaktor zu hoch ist, kann man die Elastizität der Federn verringern oder den Verstärker austauschen. 　　Eine nicht passende Messstange des Ventilpositioniers führt zu einer vergrößerten Totzone und verhindert, dass Signale über die tatsächliche Ventilposition rechtzeitig und korrekt übermittelt werden. Daher verschlechtert sich die Steuerqualität des Regelungssystems. Die Fehlerbehebung besteht darin, den Rückkopplungssensor zu überprüfen und neu zu installieren.