Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động an toàn của van điều tiết và các biện pháp khắc phục

Thread Content

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động an toàn của van điều tiết và các biện pháp khắc phục Trong các hệ thống kiểm soát hóa chất có mức độ tự động hóa cao, van điều tiết đóng vai trò là thiết bị thực hiện lệnh điều khiển trong hệ thống tự động, nhằm điều chỉnh quy trình sản xuất hóa chất dựa trên các tín hiệu điều khiển được gửi đến. Độ nhạy của nó có mối liên hệ trực tiếp đến chất lượng của hệ thống điều chỉnh. Theo thống kê tại hiện trường, khoảng 70% các sự cố xảy ra là do van điều tiết. Do đó, trong công tác bảo trì hàng ngày cần tổng kết và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động an toàn của van điều tiết cùng các biện pháp khắc phục. Một vấn đề thường gặp ở các van điều tiết là tình trạng tắc nghẽn. Tình trạng này thường xảy ra ở những hệ thống vừa được đưa vào hoạt động hoặc trong giai đoạn đầu sau khi sửa chữa. Nguyên nhân là do các mảnh vụn từ quá trình hàn, gỉ sét trong đường ống gây tắc nghẽn ở các vị trí điều tiết, khiến dòng chất lưu không thể lưu thông được. Ngoài ra, việc siết chặt quá mức các bộ phận lót trong van cũng gây ra ma sát lớn, dẫn đến tình trạng các tín hiệu yếu không thể kích hoạt van, trong khi các tín hiệu mạnh lại khiến van hoạt động quá mức. Xử lý sự cố: Có thể mở/mặc nhanh các đường ống phụ hoặc van điều tiết, giúp cho chất bẩn bị cuốn trôi theo dòng chất lỏng qua các đường ống phụ hoặc van điều tiết đó. Một phương pháp khác là dùng kìm để kẹp chặt trục van; dưới áp suất tín hiệu được áp dụng, người ta xoay trục van theo hai hướng khác nhau, nhằm giúp phần lõi van vượt qua chỗ bị tắc nghẽn. Nếu không được, hãy tăng áp suất nguồn khí để tăng công suất đẩy, di chuyển lên xuống vài lần là có thể giải quyết vấn đề. Nếu vẫn không có phản ứng, thì cần phải tháo rời nó. 2. Rò rỉ 2.1 Rò rỉ bên trong van: Chiều dài của trục van không phù hợp. Đối với các van kiểu khí mở, nếu trục van quá dài, khoảng cách từ trục van lên trên (hoặc xuống dưới) sẽ không đủ, khiến cho phần trung tâm của van và bộ phận tiếp xúc với van tạo thành khe hở, không thể tiếp xúc chặt chẽ với nhau. Điều này dẫn đến tình trạng van không đóng kín được và xảy ra hiện tượng rò rỉ. Tương tự, thanh trục của van khí cũng quá ngắn, khiến có khe hở giữa phần lõi van và bộ phận đỡ van; do đó chúng không thể tiếp xúc hoàn toàn với nhau, dẫn đến tình trạng van không đóng kín và xảy ra rò rỉ. Giải pháp: Cần rút ngắn (hoặc kéo dài) thanh điều khiển của van điều tiết, nhằm điều chỉnh độ dài của van sao cho không còn xảy ra tình trạng rò rỉ bên trong nữa. 2.2 Rò rỉ vật liệu lấp đầy: Sau khi vật liệu lấp đầy được đặt vào buồng lấp đầy, áp suất trục sẽ được tạo ra bằng cách sử dụng nắp đậy. Do tính dẻo của vật liệu lấp đầy, nó tạo ra lực theo hướng xuyên tâm, khiến nó tiếp xúc chặt với trục van. Tuy nhiên, sự tiếp xúc này không hoàn toàn đồng đều. Một số vị trí tiếp xúc lỏng lẻo, một số vị trí tiếp xúc chặt chẽ, thậm chí có những vị trí không hề tiếp xúc. Trong quá trình sử dụng van điều tiết, có sự chuyển động tương đối giữa trục van và vật liệu lót; chuyển động này được gọi là chuyển động trục. Trong quá trình sử dụng, dưới tác động của nhiệt độ cao, áp suất lớn và các chất lỏng có khả năng thấm cao, phần vật liệu lót ở van điều tiết cũng là nơi thường xuyên xảy ra tình trạng rò rỉ. Nguyên nhân chính gây ra tình trạng rò rỉ của vật liệu lấp đầy là sự rò rỉ tại các mối nối giữa các thành phần cấu tạo nên vật liệu đó. Đối với các vật liệu lấp đầy dùng trong ngành dệt may, tình trạng rò rỉ còn xảy ra do áp suất của chất lỏng tác động lên những khe hở nhỏ giữa các sợi vật liệu lấp đầy, khiến chất lỏng tràn ra bên ngoài. Rò rỉ tại mối tiếp xúc giữa trục van và vật liệu lấp kín xảy ra do áp suất tác động lên vật liệu lấp kín dần giảm, cùng với sự lão hóa của chính vật liệu lấp kín. Khi đó, chất lỏng dưới áp suất sẽ tràn ra ngoài qua khe hở giữa vật liệu lấp kín và trục van. Biện pháp khắc phục: Để việc lắp đặt vật liệu lấp đầy được dễ dàng hơn, cần bo tròn phía trên của buồng chứa vật liệu lấp đầy. Ở phía dưới buồng này, cần lắp một vòng bảo vệ bằng kim loại có khả năng chống mài mòn và có khe hở nhỏ (bề mặt tiếp xúc với vật liệu lấp đầy không được là mặt nghiêng), nhằm ngăn không cho vật liệu lấp đầy bị đẩy ra ngoài do áp suất của chất lỏng. Bề mặt kim loại của các bộ phận trong hộp đựng vật liệu lấp đầy, cũng như những bộ phận tiếp xúc với vật liệu lấp đầy, cần được gia công kỹ lưỡng nhằm nâng cao độ nhẵn của bề mặt và giảm thiểu sự mài mòn của vật liệu lấp đầy. Vật liệu lót được chọn là graphit mềm, vì nó có khả năng kín khí tốt, ma sát thấp, ít bị biến đổi sau thời gian sử dụng lâu dài, mức độ mài mòn và hao mòn thấp, dễ sửa chữa. Ma sát không thay đổi sau khi siết lại các bulong đậy nắp; ngoài ra, vật liệu này còn có khả năng chịu áp suất và nhiệt độ tốt, không bị ăn mòn bởi các chất lỏng bên trong. Nó cũng không gây ra hiện tượng ăn mòn điểm hay ăn mòn trên các kim loại tiếp xúc với nó, như trục van và các bộ phận bên trong buồng lót. Bằng cách này, việc bảo vệ độ kín của phần lót ống van được thực hiện một cách hiệu quả, từ đó đảm bảo tính tin cậy và độ bền lâu dài của lớp lót này. 2.3 Hiện tượng rò rỉ do biến dạng của van và bộ phận đặt van. Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng rò rỉ này là do những khiếm khuyết trong quá trình đúc hoặc rèn van, điều này dẫn đến tình trạng ăn mòn gia tăng. Việc chất ăn mòn đi qua, cùng với sự xói mòn từ chất lỏng, cũng có thể gây ra tình trạng rò rỉ ở van điều tiết. Tác động ăn mòn chủ yếu xảy ra dưới dạng xói mòn hoặc ăn mòn do khí. Khi các chất ăn mòn đi qua van điều tiết, chúng sẽ gây ăn mòn và tác động xấu lên vật liệu của trục van và bộ phận đệm van. Điều này khiến trục van và bộ phận đệm van có hình dạng bị biến dạng thành hình elip hoặc các hình dạng khác. Theo thời gian, trục van và bộ phận đệm van sẽ không còn khớp với nhau nữa, tạo ra khe hở, khiến van không thể đóng kín và xảy ra tình trạng rò rỉ. Giải pháp: Điều quan trọng là phải kiểm soát chặt chẽ việc lựa chọn chất liệu của linh kiện van và bộ phận đỡ van, cũng như chất lượng của chúng. Chọn vật liệu chống ăn mòn, kiên quyết loại bỏ những sản phẩm có khuyết tật như tạp chất, lỗ nhỏ v.v. Nếu việc biến dạng của phần trục van và bộ phận đặt van không quá nghiêm trọng, có thể sử dụng giấy nhám mịn để mài nhẹ, loại bỏ các vết xước và nâng cao độ mịn của bề mặt, từ đó cải thiện khả năng đóng kín. Nếu bị hư hỏng nghiêm trọng, cần thay thế bằng van mới. 3. Động đứt quãng: Độ cứng của lò xo trong van điều tiết không đủ, khiến tín hiệu đầu ra của van bị thay đổi một cách đột ngột và không ổn định; điều này gây ra hiện tượng động đứt quãng ở van điều tiết. Cũng có ý kiến cho rằng tần số hoạt động của van điều tiết nên bằng với tần số của hệ thống; nếu không, các ống dẫn và bệ đỡ sẽ rung động mạnh, khiến van điều tiết cũng rung theo. Nếu lựa chọn loại van không phù hợp, van điều tiết sẽ hoạt động ở mức mở nhỏ, dẫn đến những thay đổi đột ngột về lực cản dòng chảy, tốc độ dòng chảy và áp suất. Khi các giá trị này vượt quá giới hạn chịu đựng của van, tính ổn định của van sẽ bị suy giảm; trong trường hợp nghiêm trọng, van có thể xảy ra hiện tượng dao động. Biện pháp khắc phục: Vì nguyên nhân gây ra hiện tượng dao động rất đa dạng, nên cần phải phân tích từng trường hợp cụ thể. Đối với những rung động nhẹ, có thể tăng độ cứng để loại bỏ chúng. Nếu sử dụng lò xo có độ cứng cao, hãy chuyển sang cấu trúc sử dụng pít-tông. Độ rung mạnh của ống dẫn và bệ đỡ được khắc phục bằng cách tăng cường hệ thống hỗ trợ nhằm loại bỏ nhiễu loạn do rung động gây ra ； Tần số hoạt động của van được chọn phải bằng tần số của hệ thống; do đó, cần thay thế những van có cấu trúc khác nhau ； Hiện tượng dao động xảy ra khi van hoạt động ở mức mở nhỏ là do việc lựa chọn sai giá trị khả năng dẫn lưu C; cần phải chọn lại giá trị C sao cho nhỏ hơn, hoặc sử dụng phương pháp điều khiển theo từng giai đoạn, hoặc sử dụng van con để khắc phục tình trạng này. 4. Sự cố của bộ định vị van
4.1 Bộ định vị thông thường
Bộ định vị thông thường hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng lực cơ học, tức là công nghệ van điều tiết. Những sự cố thường gặp ở loại bộ định vị này bao gồm:
1) Do hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng lực cơ học, nên bộ phận chuyển động trong bộ định vị khá nhiều; điều này khiến bộ định vị dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và rung động, từ đó gây ra sự biến động ở van điều tiết ； 2) Sử dụng công nghệ van chặn ở đầu phun; do kích thước lỗ phun rất nhỏ, nên chúng dễ bị bụi bẩn hoặc khí không sạch chặn lại, khiến bộ định vị không thể hoạt động bình thường ； 3) Dựa trên nguyên lý cân bằng lực, hệ số đàn hồi của lò xo sẽ thay đổi trong những môi trường khắc nghiệt, điều này gây ra tính phi tuyến ở van điều tiết và làm giảm chất lượng kiểm soát. 4.2 Bộ định vị thông minh: Việc so sánh giữa giá trị được chỉ định và giá trị thực tế của bộ định vị thông minh được thực hiện thông qua tín hiệu điện, chứ không phải thông qua cơ chế cân bằng lực nữa. Điều này giúp khắc phục những nhược điểm của các bộ định vị thông thường vốn dựa vào cơ chế cân bằng lực ； Nhưng khi được sử dụng trong các trường hợp dừng khẩn cấp, chẳng hạn như van ngắt khẩn cấp, van xả khẩn cấp, thì những van này cần phải ở một vị trí cố định; chúng chỉ cần hoạt động một cách đáng tin cậy khi có tình huống khẩn cấp xảy ra. Ở yên một chỗ trong thời gian dài dễ khiến bộ chuyển đổi điện mất kiểm soát, gây ra nguy cơ các tín hiệu yếu không thể hoạt động được. Ngoài ra, khi làm việc tại hiện trường, giá trị điện trở của potentiometer cảm biến vị trí dễ thay đổi, khiến các tín hiệu yếu không hoạt động được trong khi các tín hiệu mạnh lại khiến thiết bị hoạt động ở chế độ mở toàn phần. Do đó, để đảm bảo tính đáng tin cậy và khả năng sử dụng của các bộ định vị thông minh, cần phải tiến hành kiểm tra chúng thường xuyên. 5. Kết luận: Thông qua việc phân tích nguyên nhân gây hỏng hóc ở các van điều tiết, và áp dụng những biện pháp xử lý, cải tiến phù hợp, chúng ta có thể **nâng cao tỷ lệ sử dụng của các van điều tiết, giảm tỷ lệ hỏng hóc của các thiết bị đo lường. Điều này góp phần nâng cao hiệu suất sản xuất và lợi ích kinh tế, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng. Nhờ đó, chất lượng của hệ thống điều khiển được cải thiện, từ đó đảm bảo cho các thiết bị sản xuất hoạt động ổn định trong thời gian dài.