Причины неисправностей пневматических регулирующих клапанов

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Алэ 23.11.2016 в 13:53. Пневматические регулирующие клапаны широко используются в промышленности производства соды. В сочетании с другими приборами они позволяют автоматически регулировать такие технологические параметры, как расход, уровень жидкости, давление, температура, а также осуществлять удаленное управление различными средами – жидкостями, газами, паром и т. д. По мере постепенного повышения уровня автоматизации в предприятиях, системы диспетчеризации (DCS) и другие интеллектуальные измерительные устройства все чаще используются в области автоматизации. Благодаря оптимизированному управлению с помощью компьютеров можно добиться максимальной эффективности производства. При оптимизации основные неисправности в системе управления сосредотачиваются в терминальных исполнительных устройствах регулирующей системы, а именно в регулирующих клапанах. В процессе регулирования расхода жидкости регулирующие клапаны принимают сигналы управления и согласно заданным правилам регулируют расход жидкости. Быстрая ли его реакция напрямую влияет на качество всей системы управления. Согласно статистике применения систем управления в производстве соды, около 80% неисправностей в таких системах связаны с регулирующими клапанами. Поэтому вопрос о том, как обеспечить надежную и точную работу пневматических клапанов с регулированием с помощью мембраны в производственном процессе нашего завода, является очень важным вопросом, который необходимо рассмотреть. 1. Исследование текущей ситуации: В процессе производства каустической соды из-за высокой коррозионной активности раствора аммиака, а также способности гидрокарбоната аммония к кристаллизации при температуре ниже 25°C, клапаны часто сталкиваются с проблемами во время работы: на внутренних поверхностях клапанов образуются наросты, кристаллы и накипь, что приводит к их забиванию, невозможности работы или замедленной работе. Это приводит к тому, что система не может осуществлять автоматическую регулировку. Такие неисправности составляют 50% от общего числа неисправностей клапанов, что оказывает значительное влияние на производство ； 15% неисправностей вызвано старением и затвердеванием уплотнителей регулирующего клапана, что приводит к замедленной работе клапана или к утечкам на стержне клапана ； 12% случаев, когда клапан не может регулироваться, обусловлено повреждением мембраны с последующей утечкой воздуха или разрушением твердого ядра ； Явления неисправностей клапанов, вызванные коррозией позиционеров, редукторов давления, исполнительных механизмов и т. д., составляют 10% ； Доля других причин, приводящих к неисправностям регулирующего клапана, составляет 13%. 2 Анализ причин неисправностей На основе анализа неисправностей пневматических клапанов с регулировкой с помощью мембраны, используемых на предприятиях по производству соды на протяжении многих лет, можно выделить распространенные неисправности и их причины следующим образом: 2.1 Нестабильная работа клапана 1) Из-за неисправностей фильтрующего редукционного клапана давление в системе пневматического управления постоянно меняется. 2) В позиционере кулачковый клапан усилителя изнашивается под действием частиц или мусора, в результате чего клапан не закрывается тщательно. При значительном увеличении расхода газа возникают колебания выходного сигнала. 3) В позиционере створки форсунки у усилителя не параллельны, и они не закрывают форсунку. 4) Утечка в выходной трубопроводе. 5) Жесткость исполнительного механизма слишком низкая, из-за чего изменения давления жидкости приводят к недостаточной силе толкания. 6) Сила износа штока клапана велика. 7) Колебания в трубопроводе или наличие источников колебаний поблизости. 2.2 Медленная работа клапана 1) Медленное движение штока клапана во время его хода туда-обратно: ① Внутри клапана находится ил или жидкость с высокой вязкостью, что приводит к его засорению или образованию налета ； ② Уплотнитель из политетрафторэтилена стал твердым из-за деградации, или смазка для уплотнителя из графита и асбеста высохла. 2) Медленная работа штока клапана при однонаправленном действии: ① Утечка и повреждение мембраны ； ② У исполнительного механизма происходит утечка из уплотнительной прокладки типа «O». 2.3 Клапан не работает 1) Из-за неисправности регулятора у регулирующего клапана отсутствует сигнал питания. 2) Из-за утечки в главной трубе подачи газа у регулятора клапана отсутствует подача газа или давление газа недостаточно. 3) В пружине позиционера происходит утечка воздуха, из-за чего позиционер не может выдавать воздушный поток. 4) Повреждена мембрана регулирующего клапана. 5) Из-за засорения постоянного регулирующего отверстия усилителя в позиционере, наличия влаги в сжатом воздухе и её накопления у шарового клапана усилителя, у позиционера есть источник воздуха, но нет выходного сигнала. 6) Из-за следующих проблем регулирующий клапан не работает, несмотря на наличие сигнала и подачи воздуха: ① Заклинивание поршня клапана или его втулки/седла ； ② Отслоение элемента клапана (сломан штифт) ； ③ Стержень клапана изогнут или сломан ； ④ Неисправность исполнительного механизма: ⑤ Утечка воздуха из уплотнительной прокладки реактивного исполнительного механизма ； ⑥ Внутри клапана находится посторонний предмет, мешающий его работе. 2.4 Клапан не может достичь полностью закрытого положения 1) Разница давлений среды слишком велика, а жесткость исполнительного механизма слишком низка. 2) Внутри клапана находятся посторонние предметы. 3) Подшипник обгорел. 2.5 При полном закрытии клапана уровень утечки высок. 1) Ядро клапана подверглось коррозии и износу. 2) Резьба на внешнем кольце седла клапана повреждена коррозией. 2.6 Утечки в зоне уплотнителя и в части корпуса клапана 1) Крышка уплотнителя не зажата должным образом и не выровнена. 2) Сушить смазку в области уплотнения из графита и асбеста. 3) При использовании политетрафторэтилена в качестве наполнителя он стареет и деградирует. 4) Уплотнительный материал поврежден коррозией. 3. Создание механизма предварительной диагностики клапанов. В процессе ежедневной производственной деятельности техническое обслуживание пневматических регулирующих клапанов ограничивается лишь устранением неисправностей. Регулярная настройка и техническое обслуживание проводятся крайне редко. В правилах учета в компаниях также не предусмотрены строгие требования в этой области. На самом деле неисправности клапанов возникают из-за накопления различных факторов нестабильности; когда их количество достигает определенного уровня, это приводит к выходу клапана из строя. Поэтому, если своевременно устранять эти факторы нестабильности, можно не только увеличить срок службы клапанов, но и избежать серьезных последствий их неисправностей для производства. Для этого необходимо создать механизм предварительной проверки клапанов, или, иными словами, механизм их регулярной проверки. В качестве примера можно привести регулирующий клапан для контроля потока трех газов на участке производства тяжелой щелочи. До внедрения механизма предварительного обслуживания из-за свойств сырья, используемого в процессе производства соды — склонности к кристаллизации, образованию налета и других повреждений — возрастала сопротивление подвижных частей клапана. Это приводило к тому, что исполнительный механизм становился неэффективным и не мог правильно функционировать. В конечном итоге клапан переставал работать из-за засорения его элементов. После возникновения таких проблем необходимо было останавливать производство для демонтажа и ремонта клапана; это неизбежно влияло на производственный процесс. Кроме того, требовалось иметь запасные части. Однако из-за отсутствия запасных частей часто приходилось применять временные меры, что мешало полному устранению неисправностей. После внедрения механизма предварительного технического обслуживания появляется достаточно времени для подготовки запасных частей, что позволяет проводить полное техническое обслуживание клапанов в зависимости от условий их эксплуатации. Это способствует повышению эффективности работы клапанов и увеличению срока их службы. 4 Заключение. Благодаря внедрению механизма предварительного технического обслуживания можно не только увеличить срок службы регулирующих клапанов, снизить количество их неисправностей и уменьшить частоту отказов измерительных приборов, но и способствовать стабильности производства в компании, снижению затрат и повышению эффективности. Кроме того, это позволяет оптимизировать процессы производства и обеспечить долгосрочную стабильную работу производственных установок.