Causas de falha nas válvulas de regulação pneumática

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Esta postagem foi editada pela última vez por A Lei em 23/11/2016 às 13:53. As válvulas de controle pneumáticas são amplamente utilizadas na indústria da soda cáustica. Quando usadas em conjunto com outros instrumentos, permitem o ajuste automático e o controle remoto de parâmetros de processo como vazão, nível do líquido, pressão e temperatura, bem como de outros meios como líquidos, gases e vapor, durante o processo de produção. À medida que o grau de automação das empresas aumenta gradualmente, os sistemas de controle distribuído (DCS) e outros instrumentos inteligentes tornam-se cada vez mais utilizados no campo da automação. Por meio do controle otimizado por computador, é possível obter o máximo de eficiência na produção. Além disso, a otimização faz com que os principais problemas do sistema de controle se concentrem nos dispositivos de execução finais do sistema de regulação, ou seja, nas válvulas de regulação. Durante o processo de controle do fluxo de fluido, essas válvulas recebem sinais de controle e, de acordo com as regras estabelecidas, realizam a regulação do fluxo. Se suas ações são ágeis ou não, isso afeta diretamente a qualidade de todo o sistema de controle. De acordo com as estatísticas de aplicação dos sistemas de controle na indústria do carbonato de sódio, cerca de 80% das falhas nos sistemas de regulação são causadas por válvulas de regulação. Portanto, como garantir o funcionamento confiável e preciso das válvulas de controle por membrana pneumática na produção da nossa fábrica é uma questão muito importante que precisamos discutir. 1. Pesquisa sobre a situação atual: No processo de produção de carbonato de sódio, devido à alta corrosividade da solução de amônia, e à tendência do bicarbonato de amônio de se cristalizar abaixo de 25°C, as válvulas de regulação podem ficar obstruídas ou funcionar de maneira lenta devido à formação de incrustações e cristais nas paredes internas das válvulas. Isso faz com que o sistema não consiga se ajustar automaticamente. Esse problema é bastante comum, representando 50% de todos os defeitos nas válvulas de regulação. Isso causa grandes impactos na produção ； 15% dos problemas são causados pelo envelhecimento e endurecimento do preenchimento da válvula de regulação, o que leva a um funcionamento lento da válvula ou a vazamentos no eixo da válvula ； O fenômeno de a válvula não conseguir se ajustar, devido a danos na membrana que causam vazamento de ar ou à quebra do núcleo rígido, ocorre em 12% dos casos ； Os defeitos nas válvulas causados pela corrosão de localizadores, válvulas de alívio de pressão, atuadores, entre outros, representam 10% ； Outras causas representam 13% da probabilidade de falha nas válvulas de regulação. 2 Análise das causas de falhas Com base na análise das falhas dos válvulas de controle por membrana pneumática utilizadas nas fábricas de soda cáustica ao longo dos anos, é possível identificar as falhas mais comuns e suas causas: 2.1 Movimento instável da válvula 1) Devido a falhas na válvula de redução de pressão, a pressão do ar disponível para alimentar a válvula muda constantemente. 2) A válvula esférica do amplificador no localizador sofre desgaste devido a partículas ou resíduos, o que faz com que a válvula não feche corretamente. Isso gera oscilações na saída de ar, especialmente quando há um consumo excessivo de ar. 3) As barreiras do bocal do amplificador no localizador não são paralelas; essas barreiras não conseguem cobrir o bocal. 4) Vazamento no tubo de saída. 5) A rigidez do atuador é muito baixa, o que faz com que as variações na pressão do fluido resultem em uma força de empuxo insuficiente. 6) A força de desgaste do vástago da válvula é grande. 7) Oscilação da tubulação ou presença de fontes de vibração nas proximidades. 2.2 Ação lenta da válvula 1) Ação lenta do haste da válvula durante seus movimentos de ida e volta: ① Presença de lama ou de um meio viscoso dentro da válvula, o que causa seu entupimento ou acúmulo de incrustações ； ② O recheio de politetrafluoroetileno endureceu devido à deterioração, ou o óleo lubrificante dos anéis de grafite e amianto secou. 2) Ação lenta do vástulo quando este se move em uma única direção: ① Vazamento e danos na membrana ； ② Vazamento no anel de vedação em forma de “O” no mecanismo de acionamento. 2.3 A válvula não funciona: 1) Devido a um defeito no regulador, a válvula de regulação não recebe sinal elétrico. 2) Devido a vazamento no tubo principal de alimentação de gás, o localizador da válvula não recebe gás ou a pressão do gás é insuficiente. 3) O tubo ondulado do localizador está vazando ar, fazendo com que o localizador não tenha saída de ar. 4) A membrana da válvula de regulação está danificada. 5) Devido ao entupimento do orifício de regulação constante do amplificador no localizador, à presença de água no ar comprimido e à sua acumulação na válvula esférica do amplificador, o localizador possui fonte de ar, mas não há saída de pressão. 6) Devido aos seguintes problemas, a válvula de regulação não funciona, mesmo com sinal e alimentação de ar: ① O núcleo da válvula ficou preso ao revestimento ou ao assento da válvula ； ② Parte interna da válvula se solta (o pino quebra) ； ③ Vara da válvula dobrada ou quebrada ； ④ Falha no atuador: ⑤ Vazamento de ar no anel de vedação do atuador de reação ； ⑥ Há um objeto estranho bloqueando o interior da válvula. 2.4 A válvula não consegue alcançar a posição de fechamento total. 1) A diferença de pressão do fluido é muito grande, e a rigidez do atuador é insuficiente. 2) Há objetos estranhos dentro do corpo da válvula. 3) O bucha está queimada. 2.5 Grande vazamento quando a válvula está completamente fechada 1) O núcleo da válvula está corroído ou desgastado. 2) A rosca da parte externa do assento da válvula está corroída. 2.6 Vazamentos na parte de preenchimento e na área de vedação do corpo da válvula 1) A tampa de preenchimento não está bem apertada ou alinhada. 2) Secar o lubrificante na área onde está a junta de grafite-amianto. 3) Quando o politetrafluoretileno é usado como material de preenchimento, ele envelhece e se degrada. 4) A junta de vedação está corroída. 3. Estabelecimento de um mecanismo de manutenção preventiva das válvulas. No processo de produção diário, a manutenção das válvulas de regulação pneumática se limita apenas à correção de falhas nas válvulas. Raramente são realizadas calibrações e manutenções periódicas. Além disso, os procedimentos de gestão de medição das empresas também não estabelecem requisitos rigorosos nesse sentido. Na verdade, as falhas nas válvulas surgem devido à acumulação de vários fatores instáveis. Quando esses fatores atingem um certo nível, ocorrem as falhas. Portanto, ao eliminar esses fatores instáveis antes que causem problemas, é possível prolongar a vida útil das válvulas e evitar os graves impactos que suas falhas podem causar na produção. Isso exige a criação de um mecanismo de inspeção prévia das válvulas, ou seja, um mecanismo de manutenção periódica. Tomando como exemplo a válvula de regulação do fluxo de gás em posições relacionadas à carbonatação com álcalis pesados, antes da implementação de um mecanismo de manutenção preventiva, devido às características dos materiais utilizados no processo de produção de soda cáustica – como sua tendência a cristalizar, formar incrustações e manchas –, aumentava a resistência nos componentes móveis da válvula. Isso fazia com que o atuador não funcionasse de maneira eficiente, até que o núcleo da válvula ficasse preso ao revestimento ou ao assento da válvula, impedindo seu funcionamento. Quando esse problema ocorria, era necessário parar a operação da unidade para realizar a manutenção da válvula, o que inevitavelmente afetava a produção. Além disso, era preciso ter peças de reposição disponíveis; porém, muitas vezes não era possível encontrar essas peças a tempo, o que levava à necessidade de medidas emergenciais, impedindo assim a resolução completa do problema. Após a implementação de um mecanismo de inspeção preventiva, fica disponível tempo suficiente para preparar peças de reposição, permitindo assim uma manutenção completa das válvulas, de acordo com seu estado de uso. Isso contribui para melhorar o desempenho e a vida útil das válvulas. 4 Conclusão A implementação de um mecanismo de inspeção preventiva permite não apenas aumentar a vida útil das válvulas de regulação, reduzir as falhas nelas e diminuir a taxa de falhas dos instrumentos, mas também contribui positivamente para a estabilidade da produção empresarial, reduzindo custos e aumentando a eficiência. Além disso, esse mecanismo ajuda a otimizar as operações de processo, garantindo assim um funcionamento estável dos equipamentos de produção por um longo período de tempo.