조절밸브의 안전한 운전에 영향을 미치는 요인 및 대책

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조절밸브의 안전한 운전에 영향을 미치는 요인과 대책 자동화 수준이 높은 화학 공정 제어 시스템에서 조절밸브는 자동 제어 시스템의 최종 실행 장치로서 제어 신호를 받아 화학 공정을 조절한다.그것의 동작 민감도는 조절 시스템의 품질과 직접적으로 관련이 있습니다.현장에서의 실제 통계에 따르면, 약 70%의 고장이 조절밸브에서 발생하는 것으로 나타났습니다.따라서 일상적인 유지보수 과정에서 조절밸브의 안전한 운영에 영향을 미치는 요인들과 그 대책들을 분석하고 정리해야 합니다. 조절밸브에서 자주 발생하는 문제는 막힘입니다. 이는 새로 가동되는 시스템이나 대수선 후 처음 가동될 때에 자주 나타납니다. 파이프 내부의 용접 찌꺼기나 녹 등이 조절구나 안내 부분을 막아서 유체의 흐름이 원활하지 않게 됩니다. 또한 조절밸브를 점검할 때 패킹을 너무 꽉 조이면 마찰력이 증가하여, 약한 신호에는 반응하지 않고 강한 신호에만 과도하게 반응하는 현상이 발생합니다. 장애 처리: 보조 라인이나 조절 밸브를 신속하게 열거나 닫아, 오물이 보조 라인이나 조절 밸브를 통해 유체에 의해 씻겨 나가도록 합니다.또 다른 방법은 튜브 피스를 사용해 밸브 스티브를 꽉 잡은 뒤, 외부에서 압력을 가하여 밸브 스티브를 양방향으로 회전시켜 밸브 핵이 막힌 부분을 지나가도록 하는 것입니다.그렇지 않다면 공기 공급 압력을 높여 구동 동력을 증가시킨 뒤, 위아래로 몇 번 반복해서 움직이면 문제가 해결됩니다.여전히 움직이지 않는다면, 해체 처리해야 합니다. 2. 누수 2.1 밸브 내부 누수, 밸브 스템의 길이가 적절하지 않음. 공압 작동식 밸브의 경우, 밸브 스템이 너무 길어서 위쪽(또는 아래쪽)으로의 거리가 충분하지 않아, 밸브 핵심과 밸브 시트 사이에 틈이 생기고 제대로 접촉하지 못해 밀폐되지 않아 내부로 누수가 발생합니다.마찬가지로 기계식 밸브의 밸브 스틱이 너무 짧아서, 밸브 핵심과 밸브 시트 사이에 틈이 생겨 제대로 접촉하지 못해 밀폐되지 않고 내부로 누수가 발생합니다. 해결 방법: 조절 밸브의 스틸을 줄이거나 늘려서 밸브의 길이를 적절하게 조절함으로써, 더 이상 내부로 누수가 일어나지 않도록 해야 합니다. 2.2 패킹 누출: 패킹이 패킹 홀에 설치된 후, 캡을 통해 축 방향의 압력이 가해집니다.충전재의 소성으로 인해 반경 방향의 힘이 발생하여 밸브 스틱과 밀접하게 접촉하지만, 이러한 접촉은 매우 균일하지는 않습니다.어떤 부분은 서로 닿아 있고, 어떤 부분은 꽉 닿아 있으며, 심지어 어떤 부분은 전혀 닿지 않기도 합니다.조절밸브가 사용되는 과정에서, 밸브 스틱과 패킹 사이에는 상대적인 움직임이 존재하는데, 이 움직임을 축 방향 움직임이라고 합니다.사용 과정에서 고온, 고압 및 침투성이 강한 유체 매체의 영향으로 조절밸브의 패킹 씰도 누수가 자주 발생하는 부분입니다.패킹 누출의 주요 원인은 계면 누출이며, 섬유 패킹의 경우에는 침투 누출도 발생합니다(압력 매체가 패킹 섬유 사이의 미세한 틈을 통해 밖으로 새어 나오는 것).밸브 스틱과 패킹 사이의 계면 누설은 패킹의 접촉 압력이 점차 감소하거나, 패킹 자체가 노화되는 등의 이유로 발생합니다. 이때 압력을 가하는 유체가 패킹과 밸브 스틱 사이의 틈새를 통해 바깥으로 새어 나갑니다. 해결 방안: 충전재를 쉽게 넣을 수 있도록, 충전재 홀의 상단에는 모서리를 둥글게 처리하고, 하단에는 마모에 강하며 틈이 좁은 금속 보호링을 설치합니다(충전재와 접촉하는 면은 경사면이 되어서는 안 됨). 이를 통해 매체의 압력으로 인해 충전재가 밀려나는 것을 방지할 수 있습니다.패킹 홀의 각 부분과 패킹이 접촉하는 금속 표면은 표면의 매끄러움을 높이고 패킹의 마모를 줄이기 위해 정밀하게 가공되어야 합니다.패킹으로는 유연한 그라파이트가 사용됩니다. 이는 기밀성이 우수하고 마찰력이 적으며, 장기간 사용해도 변화가 적고 마모나 손상이 적습니다. 또한 수리가 용이하며, 압축 볼트를 다시 조여도 마찰력에 변화가 없습니다. 내압성과 내열성도 뛰어나며, 내부의 매체로 인한 부식을 받지 않습니다. 또한 밸브 스틱 및 패킹 홀 내부와 접촉하는 금속에도 부식이나 점식 부식이 발생하지 않습니다.이를 통해 밸브 로드의 패킹 홀의 밀폐성을 효과적으로 보호하여, 패킹의 밀폐 성능과 내구성을 확보할 수 있습니다. 2.3 밸브 코어와 밸브 시트의 변형으로 인한 누출
밸브 코어와 밸브 시트가 누출되는 주된 원인은, 조절밸브가 제조되는 과정에서 발생하는 주조나 단조상의 결함으로 인해 부식이 심화되기 때문입니다.또한 부식성 매체의 통과나 유체 매체의 침식도 조절 밸브의 누출을 일으킬 수 있습니다.부식은 주로 침식이나 기계적 부식의 형태로 존재합니다.부식성 매체가 조절 밸브를 통과할 때, 밸브 핵심과 밸브 시트의 재료가 침식되고 충격을 받아 이들이 타원형이나 다른 형태로 변형됩니다. 시간이 지나면서 밸브 핵심과 밸브 시트가 제대로 맞지 않게 되어 틈이 생기고, 단단히 닫히지 않아 누수가 발생합니다. 해결 방법: 핵심은 밸브 코어와 밸브 시트의 재질 선정과 품질 관리에 있습니다.내식성이 뛰어난 재료를 선택하고, 점이나 모래 자국과 같은 결함이 있는 제품은 단호히 걸러냅니다.밸브 코어와 밸브 시트의 변형이 그다지 심하지 않다면, 고운 사포로 연마하여 자국을 제거함으로써 밀봉면의 매끄러움을 높여 밀봉 성능을 향상시킬 수 있습니다.손상이 심한 경우에는 새 밸브로 교체해야 합니다. 3. 진동: 조절밸브의 스프링 강성이 부족하면, 조절밸브에서 나오는 신호가 불안정해지고 급격히 변동하여 조절밸브가 진동하게 됩니다.또한, 밸브를 선택하는 주파수가 시스템의 주파수와 동일하거나, 파이프나 베이스가 심하게 진동하여 조절 밸브도 함께 진동한다고 합니다.부적절한 모델을 선택하면, 조절밸브가 낮은 개도에서 작동할 때 유량 저항, 유속, 압력에 급격한 변화가 생깁니다. 밸브의 강성을 초과하면 안정성이 떨어지고, 심한 경우 진동이 발생합니다. 해결 방안: 진동이 발생하는 원인은 다양하기 때문에, 구체적인 문제에 따라 개별적으로 분석해야 합니다.진동이 약한 경우에는 강성을 높여서 제거할 수 있습니다.고강성 스프링을 사용할 경우, 피스톤 실행 구조로 변경합니다.파이프와 베이스의 심한 진동은 지지대를 추가함으로써 진동 간섭을 제거합니다；밸브의 주파수가 시스템 주파수와 동일할 경우, 구조가 다른 밸브로 교체합니다；작은 개도에서 작동할 때 발생하는 진동은, 적절하지 않은 유량 조절 능력을 가진 C값을 선택했기 때문입니다. 따라서 유량 조절 능력이 낮은 C값을 선택하거나, 스테이지 제어나 자매 밸브를 사용하여 조절 밸브가 작은 개도에서 작동하는 문제를 해결해야 합니다. 4. 밸브 포지셔너 고장 4.1 일반 포지셔너 일반 포지셔너는 기계식 힘 균형 원리를 이용해 작동하며, 즉 노즐 스플리터 기술을 사용합니다. 주로 다음과 같은 고장 유형이 있습니다: 1) 기계식 힘 균형 원리를 사용하기 때문에 움직이는 부품이 많아 온도나 진동의 영향을 받기 쉬워 조절 밸브에 변동이 생길 수 있습니다； 2) 노즐 가드 기술을 사용하는데, 노즐 구멍이 매우 작아 먼지나 오염된 공기에 의해 쉽게 막히므로 위치 센서가 정상적으로 작동하지 못합니다； 3) 힘의 평형 원리를 적용할 경우, 열악한 현장 환경에서 스프링의 탄성 계수가 변화하여 조절 밸브가 비선형적으로 작동하고 이로 인해 제어 성능이 저하됩니다. 4.2 스마트 포지셔너 스마트 포지셔너는 설정값과 실제 값을 비교할 때 전기 신호를 사용하므로, 더 이상 힘의 균형 상태가 아닙니다. 이를 통해 일반적인 포지셔너가 가지는 힘의 균형 문제를 극복할 수 있습니다；하지만 긴급 정지 상황에 사용될 때, 예를 들어 긴급 차단 밸브나 긴급 배기 밸브와 같은 경우, 이러한 밸브들은 특정 위치에 고정되어 있어야 하며, 오직 긴급 상황이 발생했을 때만 신뢰성 있게 작동해야 합니다.한 위치에 오랫동안 머물면 전기 변환기가 통제를 잃어 소신호가 작동하지 않는 위험한 상황이 발생할 수 있습니다.또한, 현장에서 작업할 때 위치 센서 포텐셔미터의 저항값이 쉽게 변화하여, 소신호의 경우 작동하지 않고 대신 신호가 강할 때만 전체가 열리는 현상이 발생합니다.따라서 스마트 위치 결정기의 신뢰성과 유용성을 보장하기 위해서는 이들에 대해 자주 테스트를 실시해야 합니다. 5. 결론 조절밸브의 고장 원인을 분석하고 적절한 대응 및 개선 방안을 마련함으로써 **조절밸브의 활용률을 높이고 계측기의 고장률을 줄일 수 있다. 이는 공정의 생산 효율과 경제적 효과를 향상시키는 데 도움이 되며, 에너지 소비도 줄일 수 있다. 또한 조절 시스템의 질을 효과적으로 향상시켜 생산 설비가 장기간 안정적으로 운영될 수 있도록 한다.