Una guida per diagnosticare e risolvere problemi relativi alle oscillazioni delle valvole di controllo e all'apertura irregolare

Technical analysis: Troubleshooting control valve hunting and oscillation: positioner tuning, actuator sizing, friction

Una guida per diagnosticare e risolvere problemi relativi alle oscillazioni delle valvole di controllo e all'apertura irregolare

1. Descrizione del problema e rilevanza

Questa guida è dedicata alla diagnosi e alla risoluzione dei problemi di oscillazioni e apertura irregolare della valvola di controllo negli impianti industriali. Livello di criticità protetto: critico. La violazione riguarda booster, valvole operative, sistemi di controllo e relativi attuatori. Una regolazione errata, dimensioni insufficienti dell'attuatore, secchezza o influenze del processo possono causare oscillazioni imprevedibili della valvola.

2. Rete di sicurezza

Avvertenza: è vietato effettuare diagnosi senza scollegare l'alimentazione e bloccare il meccanismo.

Utilizzare mezzi di isolamento e collegarsi al sistema con DPI (dispositivi di protezione individuale). Prima della diagnosi, spegnere l'alimentazione ed eseguire un blocco della firma. Misurare la pressione dell'impianto e togliere l'alimentazione se superiore a 0,5 bar.

3. Strumenti diagnostici necessari

Sono necessari strumenti diagnostici
Nome dello strumento Modello/Specifiche Campo di misura L'obiettivo
Multimetro Fluke 87V 0–2000 V, 0–200 A, 0–20 MΩ Misura dei parametri elettrici dell'amplificatore
Analizzatore di vibrazioni BBT-3000 0–10000 mm/s Misura delle vibrazioni delle valvole
Telecamera termica Fluke TiS66 Da -20°C a 650°C Rilevamento di surriscaldamento e temperature irregolari
Dinamometro Testo 826 0–1000 N Misurazione della forza motrice

4. La prima checklist di revisione

La prima checklist di revisione
Punto azione
1 Registrare la temperatura del mezzo e del flusso in ingresso.
2 Controlla se ci sono state modifiche al sistema negli ultimi 30 giorni.
3 Registra i codici di errore e la cronologia degli allarmi.
4 Determinare se il suono del funzionamento della valvola è cambiato.
5 Verificare la presenza di micro-rotture sulla superficie della valvola.

5. Schema sistematico della diagnostica

  1. Determinare il tipo di oscillazione: bassa frequenza (0-10 Hz), media frequenza (10-100 Hz), alta frequenza (100-1000 Hz).
  2. Misurare la vibrazione della valvola con l'analizzatore. Se la vibrazione supera i 4,5 mm/s, notare.
  3. Controllare le impostazioni dell'amplificatore: misurare la tensione alle estremità di ingresso e uscita.
  4. Misurare la tensione sul motore di azionamento. Se durante il funzionamento varia del 10% rispetto al valore nominale, contrassegnarlo.
  5. Misurare la temperatura della valvola. Se supera i 60°C, annotare.
  6. Misurare le forze motrici. Se la forza è superiore all'80% della nominale, notare.
  7. Se la vibrazione è superiore a 4,5 mm/s proseguire con la diagnosi.
  8. Verificare la presenza di micro-rotture sulla superficie della valvola.
  9. Misurare la temperatura attorno alla valvola.
  10. Se la temperatura misurata è superiore a 60°C, notare.
  11. Controlla se ci sono cambiamenti nel sistema negli ultimi 30 giorni.
  12. Misurare nuovamente la vibrazione della valvola.
  13. Se la vibrazione misurata è superiore a 4,5 mm/s proseguire con la diagnosi.
  14. Misurare le forze motrici.
  15. Se la forza è superiore all'80% della nominale, notare.
  16. Eseguire la diagnostica della sintonizzazione dell'amplificatore.
  17. Misurare la vibrazione della valvola.
  18. Se la vibrazione misurata è superiore a 4,5 mm/s, notare.
  19. Misurare la temperatura della valvola.
  20. Se la temperatura misurata è superiore a 60°C, notare.

6. Matrice delle cause di eccezione

Matrice delle cause dell'eccezione
Sintomo Cause probabili (per probabilità) Test diagnostico Risultato atteso
Pizzicamento della valvola 1. Impostazione errata del posizionatore Controllare le impostazioni del posizionatore Se le impostazioni non rientrano nelle specifiche, confermare.
Pizzicamento della valvola 2. Dimensioni dell'unità insufficienti Controllare le dimensioni dell'unità Se la dimensione è inferiore all'80% della dimensione nominale, confermare.
Pizzicamento della valvola 3. Secchezza della valvola Controllare la temperatura della valvola Se la temperatura è superiore a 60°C confermare.
Pizzicamento della valvola 4. Iniezioni di processo Controllare i parametri di processo Se i parametri di processo fluttuano, confermare.
Pizzicamento della valvola 5. Disadattamento della frequenza di oscillazione Controllare la frequenza di oscillazione Se la frequenza di vibrazione non corrisponde alla frequenza di vibrazione, confermare.

7. Analisi della causa principale di ogni guasto

7.1. Impostazione del posizionatore errata

Un posizionatore, se non configurato correttamente, non può controllare con precisione la posizione della valvola. Ciò potrebbe causare esitazioni e un'apertura irregolare. Per verificare l'impostazione del posizionatore, utilizzare un multimetro e controllare la tensione in ingresso e in uscita. Se la tensione non rientra nelle specifiche, ciò conferma la causa. Una regolazione errata può danneggiare la valvola e ridurre la precisione del controllo.

7.2. Dimensioni dell'unità insufficienti

Un attuatore troppo piccolo per un determinato flusso non può azionare la valvola in modo efficace. Ciò si traduce in esitazione e apertura irregolare. Per verificare la dimensione dell'azionamento, utilizzare un dinamometro e misurare la forza. Se la forza è inferiore all'80% della forza nominale, ciò conferma la causa. Il sottodimensionamento dell'azionamento può causare danni all'azionamento e riduzione dell'efficienza.

7.3. Secchezza valvolare

La secchezza della valvola comporta un aumento dell'attrito e una diminuzione della precisione del controllo. Ciò potrebbe causare vibrazioni e un'apertura non uniforme. Per verificare se la valvola è asciutta, utilizzare una camera termica e misurare la temperatura. Se la temperatura è superiore a 60°C ciò conferma la causa. La secchezza della valvola può causare danni alla valvola e prestazioni ridotte.

7.4. Iniezioni di processo

Disturbi del processo, come cambiamenti di pressione o temperatura, possono causare fluttuazioni nel sistema. Per controllare le iniezioni di processo, utilizzare un manometro e misurare la pressione. Se la pressione oscilla, ciò conferma la causa. Le perdite di processo possono danneggiare la valvola e ridurre la precisione.

7.5. Non conformità della frequenza di vibrazione

La non corrispondenza della frequenza di vibrazione può portare a risonanza e vibrazioni nel sistema. Per verificare la frequenza di vibrazione, utilizza l'analizzatore di vibrazioni e misura la frequenza. Se la frequenza non coincide con la frequenza di vibrazione, ciò conferma la causa. La non corrispondenza della frequenza di vibrazione può causare danni al sistema e ridurre la precisione.

8. Procedure dettagliate per la risoluzione dei problemi

8.1. Impostazione del posizionatore errata

  1. Attivare l'alimentazione del posizionatore.
  2. Utilizzare il multimetro per verificare la tensione all’ingresso e all’uscita.
  3. Confrontate i valori misurati con le specifiche.
  4. Se la tensione non è conforme alle specifiche, regolare il posizionatore.
  5. Verifica nuovamente le impostazioni del posizionatore.
  6. Accenda l’alimentazione e verifichi il funzionamento della valvola.
  7. Se le oscillazioni sono scomparse, la procedura è completata.

8.2. Dimensione insufficiente dell'azionamento

  1. Attivare l'alimentazione del drive.
  2. Utilizzare un dinamometro per misurare la forza.
  3. Confronta i valori misurati con i valori nominali.
  4. Se la forza è inferiore al 80% della nominale, sostituire il motore.
  5. Controlli nuovamente la dimensione del motore.
  6. Accendere l'alimentazione e verificare il funzionamento del distributore.
  7. Se le oscillazioni scompaiono, la procedura è completata.

8.3. Asciugatura del distributore

  1. Accendi l'alimentazione del valvola.
  2. Utilizzare la termocamera per misurare la temperatura.
  3. Confronta i valori misurati con i valori normativi.
  4. Se la temperatura è superiore a 60°C, verificare il sistema di raffreddamento.
  5. Verificare la presenza di perdite.
  6. Se si rilevano fughe, sostituire gli anelli di tenuta.
  7. Verificare il funzionamento del valvola.
  8. Se le oscillazioni scompaiono, la procedura è completata.

8.4. Influenze processuali

  1. Accendi l'alimentazione del sistema.
  2. Utilizzare un misuratore di pressione per verificare la pressione.
  3. Confrontare i valori misurati con i valori normativi.
  4. Se la pressione oscilla, verificare il sistema.
  5. Controlli per la presenza di perdite.
  6. Se si rilevano fughe, sostituire gli anelli di tenuta.
  7. Verificare il funzionamento del valvola.
  8. Se le oscillazioni scompaiono, la procedura è terminata.

8.5. Mismatch della frequenza di oscillazione

  1. Accendi l'alimentazione del sistema.
  2. Utilizzare l'analizzatore di vibrazione per verificare la frequenza.
  3. Confronta i valori misurati con i valori normativi.
  4. Se la frequenza non coincide con la frequenza di vibrazione, verificare il sistema.
  5. Verificare la presenza di risonanza.
  6. Se viene rilevato il risonanza, modificare le impostazioni del sistema.
  7. Verificare il funzionamento del valvola.
  8. Se le oscillazioni scompaiono, la procedura è completata.

9. Misure preventive

Misure preventive
Causa radice Strategia di prevenzione Metodo di monitoraggio Frequenza consigliata
Impostazione errata del posizionatore Controllo regolare delle impostazioni Multimetro Mensilmente
Dimensione del motore insufficiente Controllo regolare della dimensione Dinamometro Mensilmente
Asciugatura del distributore Controllo periodico del sistema di raffreddamento Camera termica Mensilmente
Influenze processuali Controllo regolare della pressione e della temperatura Misuratore di pressione Mensilmente
Non conformità della frequenza di oscillazione Controllo regolare della frequenza Analizzatore di vibrazione Mensilmente

10. Parti di ricambio e componenti

Parti di ricambio e componenti
Descrizione del componente Specificazione Quando sostituire Categoria UNITEC-D
Posizionatore Tensione di esercizio: 24 V, potenza: 50 W In caso di non conformità alle impostazioni Catalogo: Dispositivi di controllo
Motore elettrico Tensione di esercizio: 24 V, potenza: 100 W In caso di dimensioni insufficienti Catalogo: Motori
Valvola Pressione di esercizio: 0–10 bar, temperatura: –20°C fino a 60°C In assenza di umidità Catalogo: Valvole
Ritenuta Materiale: acciaio inossidabile In caso di perdite Catalogo: Serramenti
Sensori di pressione Pressione di esercizio: 0–10 bar In caso di misurazioni instabili Catalogo: Sensori

Passare al catalogo UNITEC-D per l'acquisto di parti di ricambio.

11. Guide tecniche

  • DSTU 2245: Misurazione e controllo della produzione
  • EN 13445: Veridicità e requisiti per i valvole industriali
  • ISO 9001: Sistemi di gestione della qualità
  • CE, certificazione UkrSEPRO
  • Documenti tecnici originali del produttore
  • Guide aggiuntive UNITEC-D

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