Thread Content
Факторы, влияющие на безопасную работу регулирующих клапанов, и меры по их устранению. В химических производственных системах с высоким уровнем автоматизации регулирующие клапаны выступают в качестве конечных исполнительных устройств автоматической системы управления; они принимают управляющие сигналы для регулирования процессов в химическом производстве. Чувствительность его действий напрямую влияет на качество системы регулирования. Согласно фактической статистике на месте, около 70% неисправностей связаны с регулирующими клапанами. Поэтому в ходе ежедневного технического обслуживания необходимо анализировать факторы, влияющие на безопасную работу регулирующих клапанов, а также вырабатывать соответствующие меры по их устранению. 1. Закупорка. Частой проблемой регулирующих клапанов является закупорка; она чаще всего возникает в новых системах или в начальный период после капитального ремонта. Причиной могут быть сварные шлаки, ржавчина и другие отходы в трубопроводах, которые блокируют проход среды у сечений для регулирования потока. Также из-за чрезмерной затягивки уплотнительных элементов во время ремонта увеличивается трение, что приводит к тому, что на слабые сигналы клапан не реагирует, а на сильные — реагирует чрезмерно интенсивно. Устранение неисправностей: возможно быстрое включение/выключение вспомогательной линии или регулирующего клапана, что позволяет среде уносить загрязнения через вспомогательную линию или регулирующий клапан. Другой способ — зажать шток клещами и при действии внешнего сигнального давления поворачивать шток в обе стороны, чтобы поршень прошел мимо застревания. Если это невозможно, необходимо увеличить давление в источнике воздуха и мощность привода; после нескольких попыток движения вверх-вниз проблема будет решена. Если ничего не произойдёт, его придётся демонтировать. 2. Утечки 2.1 Внутренние утечки в клапане, неподходящая длина штока клапана. У клапанов, открывающихся под действием давления воздуха, если шток слишком длинный, расстояние от штока до верхней (или нижней) части клапана оказывается недостаточным; это приводит к образованию зазора между элементами клапана, что делает невозможным полное соприкосновение этих элементов, в результате чего клапан не закрывается тщательно и происходят внутренние утечки. Также у клапана с электропневматическим управлением стержень слишком короткий, из-за чего между элементом клапана и седлом образуется зазор, что препятствует полному контакту и приводит к неплотному закрытию клапана с последующей утечкой. Решение: необходимо укоротить (или удлинить) шток регулирующего клапана, чтобы длина клапана была соответствующей и исчезла внутренняя утечка. 2.2 Утечка утеплителя После того, как утеплитель помещается в пространство для утеплителя, на него оказывается осевое давление с помощью затяжного кольца. Благодаря пластичности уплотнителя возникает радиальная сила, обеспечивающая плотный контакт с штоком клапана; однако этот контакт не является совсем равномерным. В некоторых местах контакт слабый, в других — тесный, а в некоторых местах контакта вообще нет. В процессе эксплуатации регулирующего клапана между штоком клапана и уплотнителем происходит относительное движение, которое называется осевым движением. В процессе эксплуатации под воздействием высоких температур, высокого давления и жидкостей с высокой проницаемостью уплотнительные элементы регулирующего клапана также являются зонами, в которых часто возникает утечка. Основной причиной утечки наполнителя является утечка на границе соприкосновения; у текстильных наполнителей также может наблюдаться просачивание (продукт под давлением вытекает через крошечные щели между волокнами наполнителя). Утечка на границе между штоком клапана и уплотнителем возникает из-за постепенного снижения давления при соприкосновении, старения самого уплотнителя и других причин; в таких случаях рабочая среда утекает наружу через зазор между уплотнителем и штоком клапана. Меры по решению проблемы: для удобства загрузки уплотнителя на верхней части уплотнительного корпуса делается фаска, а в нижней части размещается металлическое защитное кольцо с малым зазором, устойчивое к эрозии (поверхность контакта с уплотнителем не должна быть наклонной), чтобы предотвратить выталкивание уплотнителя под действием давления среды. Металлические поверхности всех частей сальниковой коробки, контактирующих с уплотнителем, должны быть тщательно обработаны для повышения степени их гладкости и уменьшения износа уплотнителя. В качестве уплотнителя используется гибкий графит, поскольку он обладает хорошей герметичностью, низким уровнем трения, минимальными изменениями при длительном использовании, незначительным износом и повреждением, легко поддается ремонту. После повторного затягивания болтов крышки уровень трения не меняется. Кроме того, гибкий графит имеет хорошие показатели устойчивости к давлению и температуре, не подвержен коррозии под действием внутренних сред, а также не вызывает пятнистой коррозии или других видов коррозии металла, находящегося в контакте с штоком клапана и внутренней частью уплотнительного узла. Таким образом обеспечивается эффективная защита уплотнения втулки штока клапана, что гарантирует надежность и долговечность уплотнения. 2.3 Деформация элементов клапана и утечки из-за нее Основной причиной утечек в элементах клапана являются дефекты, возникающие в процессе литья или ковки при производстве регулирующих клапанов; эти дефекты способствуют усилению коррозии. Кроме того, проникновение коррозионных веществ и действие потока жидкости также могут привести к утечке в регулирующем клапане. Коррозия проявляется в основном в форме эрозии или кавитации. Когда коррозионная среда проходит через регулирующий клапан, это приводит к разрушению материала клапанных элементов и седел. В результате клапанные элементы и седла приобретают эллиптическую или другую форму. С течением времени это приводит к тому, что клапанные элементы и седла больше не соответствуют друг другу, возникают зазоры, из-за чего клапан не закрывается полностью и происходит утечка. Решение: ключевым моментом является правильный выбор материала и обеспечение качества клапанного стержня и седла. Необходимо выбирать материалы, устойчивые к коррозии, и решительно отсекать изделия с дефектами, такими как ворсинки и песчаные включения. Если деформация элементов клапана и его седла не слишком значительна, её можно устранить путем шлифовки с помощью мелкой наждачной бумаги. Это позволит устранить следы деформации и повысить гладкость поверхности, тем самым улучшив характеристики герметичности. Если повреждение серьезное, следует заменить клапан на новый. 3. Колебания: недостаточная пружинная жесткость регулирующего клапана приводит к нестабильному сигналу, поступающему от него; это, в свою очередь, может вызывать колебания самого клапана. Также говорят, что частота срабатывания клапана может совпадать с частотой работы системы, либо происходят сильные вибрации в трубопроводах и кронштейнах, из-за чего регулирующий клапан также начинает вибрировать. При неправильном выборе регулирующий клапан при работе в режиме малого угла открытия сталкивается с резкими изменениями сопротивления потока, скорости потока и давления. Когда эти изменения превышают пределы прочности клапана, его стабильность снижается, а в серьезных случаях возникают колебания. Меры решения: поскольку причины возникновения колебаний многочисленны, необходимо анализировать каждую конкретную проблему отдельно. Вибрации небольшой интенсивности можно устранить путем увеличения жесткости. При выборе пружины с большой жесткостью следует использовать поршневую приводную конструкцию. Сильные вибрации трубопроводов и оснований устраняются путем установки дополнительных опор ； Если частота срабатывания клапана совпадает с частотой работы системы, то необходимо заменить клапан на клапан другой конструкции ； Колебания, возникающие при работе регулирующего клапана на малом открытии, обусловлены неправильным выбором клапана: значение его пропускной способности C слишком велико. Необходимо подобрать клапан с меньшим значением C, либо использовать многоступенчатое регулирование или комбинацию главного и дочернего клапанов для устранения данной проблемы. 4. Неисправности позиционера клапана 4.1 Обычные позиционеры Обычные позиционеры работают на основе принципа механического балансирования сил, то есть с использованием технологии створок-регуляторов. Основные типы неисправностей: 1) Из-за использования принципа механического балансирования сил в таких устройствах имеется множество подвижных элементов, которые легко подвержены влиянию температуры и вибраций, что приводит к колебаниям регулирующего клапана ； 2) Использование технологии заслонок на форсунках: из-за малого размера отверстий в форсунках они легко закупориваются пылью или загрязненным воздухом, что препятствует нормальной работе детектора положения ； 3) Используя принцип баланса сил, коэффициент упругости пружины изменяется в сложных условиях эксплуатации, что приводит к нелинейной работе регулирующего клапана и снижению качества управления. 4.2 Интеллектуальный позиционер. Сравнение заданного и фактического значений в интеллектуальном позиционере происходит посредством электрического сигнала; это уже не балансировка сил. Такой подход позволяет устранить недостатки, связанные с балансировкой сил, характерные для обычных позиционеров ； Однако в случаях экстренной остановки, таких как экстренные запорные клапаны и клапаны для сброса давления, от этих клапанов требуется, чтобы они находились в определенном положении, и они должны надежно срабатывать только при возникновении чрезвычайной ситуации. Длительное нахождение в одной и той же позиции может привести к потере контроля над электрическим преобразователем, что создает риск отсутствия реакции на слабые сигналы. Кроме того, при работе в полевых условиях сопротивление потенциометра для определения положения может изменяться, что приводит к тому, что слабые сигналы не вызывают действия устройства, а сильные сигналы заставляют его работать в полную мощность. Поэтому, чтобы обеспечить надежность и доступность умных позиционеров, необходимо регулярно проводить их тестирование. 5. Заключение. Благодаря анализу причин неисправностей регулирующих клапанов и применению соответствующих мер по их устранению и улучшению, можно **повысить степень использования регулирующих клапанов, снизить частоту поломок приборов. Это способствует повышению производительности производственных процессов и экономической эффективности, а также сокращению расхода энергии. Таким образом можно значительно улучшить качество регулирующих систем, что обеспечивает длительную надежную работу производственного оборудования.