Полное руководство по неисправностям регулирующих клапанов и способам их устранения

Thread Content

Регулирующий клапан отличается от ручного клапана тем, что в процессе работы он постоянно находится в состоянии движения и регулировки. В нем много движущихся частей, к тому же он должен выдерживать действие различных сил, связанных с дисбалансом среды. Это приводит к возникновению различных неожиданных неисправностей. Такие неисправности могут возникнуть в исполнительном механизме, регулирующем механизме или в подключенных к нему устройствах. 　　I. Неисправности, вызванные уплотнителем 　　Неисправности, возникающие из-за проблем с уплотнителем, проявляются в увеличении объема внешней утечки, повышении трения и дрожании штока клапана. Анализ следующий: 1. Материал наполнителя не подходит. Неисправности, вызванные неподходящим материалом уплотнителя, заключаются прежде всего в увеличении объема внешней утечки и трения. Например, в условиях высоких температур используется уплотнитель из политетрафторэтилена. Метод устранения неисправности — замена уплотнителя. 　　2. Неправильная конструкция устройства для заполнителя. В камере для заполнителя расположение самого заполнителя и связанных с ним компонентов не соответствует требованиям; также неправильной является высота заполнителя. Для устранения неисправности необходимо установить заполнитель и связанные с ним компоненты в соответствии с инструкцией к продукту. 　　3. Неправильная установка наполнителя. Например, при использовании графитового наполнителя в спиральной конфигурации возникает неравномерное сжатие наполнителя, а центр не совпадает и т. д. Метод устранения неисправностей — установка по слоям для обеспечения равномерного сжатия. 　　4. В наполнителе есть примеси. Примеси в уплотнителе приводят к появлению царапин на штоке клапана. Метод устранения неисправности — это очистка наполнителя от посторонних веществ. 　　5. Неправильная установка верхней крышки клапана. Неправильная установка верхней крышки приводит к неравномерной нагрузке на уплотнитель. Метод устранения неисправности заключается в повторной установке прокладки на верхнюю крышку клапана, а также равномерном затягивании болтов, фиксирующих верхнюю крышку, по диагонали. 　　II. Неисправности, вызванные герметичностью исполнительного механизма Неисправности, возникающие из-за недостаточной герметичности исполнительного механизма, проявляются в увеличении времени реакции и замедленных движениях штока клапана. Анализ следующий: 1. Мембрана пневматического мембранного исполнительного механизма не зажата. Недостаточное зажимание диафрагмы или неравномерное распределение нагрузки приводят к утечке поступающего газового сигнала, в результате чего исполнительный механизм реагирует на изменения сигнала медленнее, а время реакции увеличивается. Если установлен позиционер клапана, его влияние снижается. Метод устранения неисправностей — это нанесение мыльного раствора для проверки и устранение мест утечек. 　　2. Износ уплотнительного кольца поршня пневматического поршневого исполнительного механизма. Это приводит к тому, что регулирующий клапан не может быстро реагировать, а шток клапана движется медленно. Метод устранения неисправности — замена уплотнительного кольца и проверка на наличие износа внутренней поверхности цилиндра. 　　3. Повреждение мембраны пневматического мембранного исполнительного механизма. Это проявляется в том, что шток клапана двигается с трудом, а также слышен звук утечки газа. Метод устранения неисправности — замена мембраны, а также проверка на наличие заусенцев и т. п. у ограничительного устройства или поддона. 　　4. Утечка газа в соединительных трубопроводах. Это приводит к тому, что шток клапана движется медленно, а время реакции увеличивается. Метод устранения неисправностей заключается в нанесении мыльного раствора на соединительные трубопроводы, выявлении мест утечек, а затем их замене или сварке. 　　III. Неисправности, вызванные дисбалансом сил Неисправности, возникающие из-за дисбаланса сил, проявляются в нестабильной работе регулирующего клапана и невозможности его полного закрытия. Анализ неисправности следующий: 1. Неправильное направление потока. Неправильная установка регулирующего клапана приводит к тому, что направление потока жидкости не совпадает с указанным на клапане, в результате чего меняется величина силы дисбаланса. Например, регулирующий клапан для потока установлен в режиме открытого потока. Способ устранения неисправности — переустановка. 　　2. Несоответствие исполнительных механизмов. Это приводит к недостаточной силе толкания или моменту толкания, в результате чего регулирующий клапан не срабатывает должным образом. Метод устранения неисправности — замена исполнительного механизма. 　　IV. Неисправности электрических исполнительных механизмов Помимо распространенных проблем в виде короткого или разрыва цепи, у электрических исполнительных механизмов также могут возникать неисправности в сервоприводах и двигателях. Ниже приведен анализ наиболее частых неисправностей: 1. Расшатывание соединителей или разрыв/короткое замыкание проводов. Это приводит к плохому контакту и увеличению или снижению импеданса соответствующих линий. Метод устранения неисправностей — это проверка и переключение соединительных проводов, а также повторная замена и вставка всех разъемов. 　　2. Механические элементы привода редуктора. Проверьте, работает ли устройство нормально, правильно ли сцепляются зубчатые колеса. Для устранения неисправностей необходимо заменить или починить поврежденные зубчатые колеса, а также добавить смазку. 　　3. Питание. Проверьте, не перегорел ли предохранитель, а также есть ли дым или странный запах от устройства обратной связи по положению сервопривода; например, запах горящей изоляции корпуса трансформатора или резисторов. Метод устранения неисправности — замена поврежденных компонентов. 　　V. Неисправности, вызванные несоответствием характеристик расхода Характеристики расхода регулирующего клапана используются для компенсации различий в характеристиках управляемого объекта. Если выбранные характеристики расхода не подходят, это ухудшит качество управления в системе управления. Например, при низком и высоком расходе чувствительность системы управления различается. Анализ неисправностей следующий: 1. У управляемого объекта имеются характеристики насыщения и нелинейности (например, в системах управления температурой). При небольших объемах потока система управления работает нормально, но при больших объемах потока она теряет эффективность. При небольших объемах потока контрольная система очень чувствительна, что может приводить к колебаниям и нестабильности, однако при больших объемах потока она функционирует нормально. Причина неисправности — использование регулирующих клапанов с линейной или быстродействующей характеристикой расхода. Метод устранения неисправностей заключается в замене внутренних компонентов регулирующего клапана или самого клапана, либо в установке позиционера клапана, чтобы регулирующий клапан соответствовал требованиям к характеристикам расхода вида «равный процент» или «парабола». 　　2. Объект управления обладает линейными характеристиками (например, системы управления потоком). При небольшом расходе система управления работает нормально, а при большом расходе возникают колебания или нестабильность в её работе; либо при небольшом расходе система управления работает медленно, тогда как при большом расходе она функционирует нормально. Причина неисправности — использование регулирующих клапанов с характеристиками расхода типа «равные проценты» или «парабола». Метод устранения неисправностей заключается в замене внутренних компонентов регулирующего клапана или самого клапана, либо в установке позиционера клапана, чтобы регулирующий клапан соответствовал требованиям к линейным характеристикам расхода. 　　3. Неправильный выбор коэффициента номинального расхода регулирующего клапана. Выбранный коэффициент номинального расхода слишком велик или слишком мал, из-за чего минимальный и максимальный расходы, которые может регулировать регулирующий клапан, увеличиваются или уменьшаются, что не позволяет соответствовать требованиям процесса производства. Когда регулирующий клапан работает в положении частичного или полного открытия, качество управления ухудшается. Метод устранения неисправности — пересчёт коэффициента расхода регулирующего клапана и установка клапана, соответствующего требованиям. Например, прямое выбор регулирующего клапана на основе диаметра технологической трубы приводит к чрезмерно высокому коэффициенту номинального расхода, а увеличение масштабов производства — к чрезмерно низкому коэффициенту номинального расхода и т. д. 　　VI. Неисправности, вызванные неправильным проектированием или монтажом каналов потока Неисправности, возникающие из-за неправильного проектирования каналов потока регулирующего клапана или его неправильного монтажа, проявляются в усилении шума, скоплении загрязнений внутри корпуса клапана, что приводит к тому, что клапан не закрывается полностью, увеличивается количество утечек или же клапан заедает. Анализ неисправностей следующий: 1. Увеличилась протечка в двухклапанных клапанах. Двухместный клапан не имеет интегрированной конструкции, из-за чего при изменении температуры коэффициенты расширения внутренних элементов клапана различаются, что приводит к увеличению уровня утечек. Метод устранения неисправностей — использование интегрированного двухседельного клапана или клапана с функцией балансировки. 　　2. При использовании тройного клапана для слияния потоков увеличивается количество утечек из-за различий температур двух сливающихся жидкостей. Метод устранения неисправностей заключается в том, чтобы изменить режим слияния потоков жидкости на режим разделения потоков; для этого перед теплообменником устанавливают тройниковый клапан, что обеспечивает одинаковую температуру жидкостей. 　　3. Неправильное направление потока приводит к увеличению шума. Например, клапаны регулировки потока используются в режиме закрытия потока, что приводит к увеличению шума при небольшом расходе. Метод устранения неисправности — проверить направление потока и заново установить. 　　4. Клапаны перекрытия на входе и выходе, а также боковые клапаны установлены неправильно. Это препятствует сбросу загрязнений, конденсата или неконденсируемых газов. Метод устранения неисправностей заключается в том, что клапан для сброса отходов устанавливается в самой нижней точке группы регулирующих клапанов, а клапан для сброса давления — в самой верхней точке. 　　5. Неправильная установка направляющей втулки. Это приводит к отклонению центра, увеличивает трение и заставляет шток клапана заедать. Способ устранения неисправности — заново установить направляющую втулку. 　　VII. Неисправности, вызванные утечками Внутренние утечки приводят к снижению коэффициента регулирования; в серьезных случаях это мешает контрольной системе выполнять требования, связанные с процессом управления. Внешний утечка приводит к загрязнению окружающей среды и увеличивает затраты. Анализ неисправности следующий: 1. Увеличение уровня утечек вызвано кавитацией и аэрозольным эффектом. Повреждение элемента клапана и седла клапана в результате кавитации, испарения и аэроэрозии приводит к увеличению утечки в регулирующем клапане, что проявляется в усилении динамического шума газа или жидкости. Методы устранения неисправностей включают проверку внутренних компонентов клапана, замену или шлифовку сердечника клапана и седла клапана, нанесение на сердечник клапана сплавов из твердых металлов, снижение падения давления по обе стороны от регулирующего клапана, устранение источников шума, а также использование регулирующих клапанов с низким уровнем шума. 　　2. Увеличение объема утечки из-за наличия примесей в используемой жидкости. На этапе эксплуатации автомобиля часто происходит попадание посторонних веществ в регулирующий клапан из-за ненадлежащей процедуры промывки трубопроводов, при которой регулирующий клапан не демонтируется. Или же в процессе работы под действием потока жидкости внутри корпуса клапана накапливаются посторонние вещества; эти вещества повреждают уплотнительные поверхности клапанного элемента и седла, что приводит к увеличению уровня утечек. Метод устранения неисправностей заключается в шлифовке клапанных элементов и седел. Во время промывки трубопровода регулирующий клапан демонтируется. Для жидкости, содержащей частицы, можно установить фильтр выше регулирующего клапана. Регулирующие клапаны следует размещать на более высокой высоте, а также регулярно осуществлять очистку от осадков. 　　3. Неправильное соединение исполнительного и регулирующего механизмов. Метод устранения неисправности — переустановка и тест на утечку. 　　4. Неправильная установка наполнителя. Из-за неправильной установки наполнителя увеличивается трение или деформируется шток клапана. Метод устранения неисправности — замена прокладки и выравнивание деформированного рычага клапана. 　　5. Неправильная установка фланца. Неравномерное распределение нагрузки приводит к утечкам. Для устранения неисправности необходимо заново установить соединительные фланцы и прокладки, а также равномерно прижать фланцы с помощью усилия. 　　6. Износ клапанных элементов и седел из-за потока жидкости. Метод устранения неисправности — шлифовка клапанных элементов и седла клапана. 　　7. Неправильная установка наполнителя приводит к увеличению трения; некорректная работа регулирующего клапана способствует увеличению количества утечек. Метод устранения неисправности — замена уплотнителя для снижения трения. 　　8. Неправильное направление потока приводит к увеличению объема утечек. Неправильный выбор направления потока приводит к увеличению несбалансированных сил, что в свою очередь увеличивает количество утечек. Метод устранения неисправности — проверка чертежей и повторная установка. 　　VIII. Неисправности, вызванные отслоением сердечника клапана Перед отслоением сердечника регулирующий клапан начинает издавать сильный механический шум. После возникновения неисправности система управления не может нормально осуществлять регулирование, в результате чего контролируемая величина резко повышается или понижается. Анализ неисправности следующий. 　　1. Нерациональный дизайн канала протока регулирующего клапана приводит к колебаниям поршня клапана и действию сдвигающих сил. В процессе длительной эксплуатации это может привести к разрыву штифта, соединяющего поршень клапана с штоком, в результате чего поршень отсоединяется. Метод устранения неисправности — проверка канала регулирующего клапана и замена штифта. 　　2. Штифт, соединяющий элемент клапана, установлен ненадежно, из-за чего элемент клапана отслаивается. Способ устранения неисправности — заново установить штифт и затянуть его. 　　IX. Неисправности позиционера клапана Неисправности позиционера клапана приводят к ухудшению характеристик вспомогательной цепи сцепления. Поскольку позиционер клапана находится в вспомогательном кольце системы последовательного управления, он обладает определенной способностью к адаптации. Неисправности позиционера клапана проявляются в нестабильности системы управления, заедании и т. д. 　　Симптомы неисправностей, вызванные неподходящим кулачком позиционера клапана, схожи с симптомами неисправностей, обусловленными ненадлежащими характеристиками расхода у регулирующего клапана; это приводит к нестабильности или замедлению работы системы в различных рабочих точках. Метод устранения неисправностей заключается в выборе подходящего камня позиционера клапана в зависимости от характеристик управляемого объекта и характеристик расхода через регулирующий клапан; после установки камня необходимо провести настройку. 　　Неисправности усилителя позиционера клапана включают засорение суживающего отверстия, чрезмерную гистерезисность усилителя и т. д. Первый приводит к медленным изменениям выхода, второй вызывает резонанс в системе управления. Следовательно, метод устранения неисправностей заключается в проверке и прочистке отверстий регулировки громкости усилителя. Когда коэффициент усиления усилителя слишком высок, можно уменьшить силу натяжения пружины или заменить сам усилитель. 　　Несоответствие стержня детектора позиционера клапана приводит к увеличению зоны мертвой зоны, что делает невозможным корректное и своевременное получение сигналов об положении клапана. Поэтому качество управления в системе управления ухудшается. Метод устранения неисправности — проверка и повторная установка стержня обратной связи.