Über die Auswahl und Ausfallanalyse des pneumatischen Steuerventils und des elektrischen Steuerventils

Prinzipien der Installation von pneumatischen und elektrischen Regelventilen

1. Die Einbauposition des pneumatischen Regelventils muss sich in einer bestimmten Höhe über dem Boden befinden. Über und unter dem Ventil muss ein gewisser Freiraum gelassen werden, um die Demontage und Reparatur des Ventils zu ermöglichen. Bei Ventilen, die mit einem pneumatischen Stellungsregler und einem Handrad ausgestattet sind, muss sichergestellt werden, dass die Bedienung, Beobachtung und Einstellung bequem ist.
2. Das Regelventil sollte in der horizontalen Rohrleitung installiert werden, wobei die Rohrleitung nach oben und unten vertikal verläuft. Im Allgemeinen sollte das Ventil abgestützt werden. Für besondere Anlässe, bei denen das Regelventil horizontal in der vertikalen Rohrleitung installiert werden muss, sollte das Regelventil ebenfalls abgestützt werden (ausgenommen Regelventile mit kleinem Durchmesser). Bei der Installation ist zu vermeiden, dass das Ventil zusätzlichen Belastungen ausgesetzt wird.
3. Die Betriebsumgebungstemperatur des Regelventils sollte (-30 - +60) betragen, die relative Luftfeuchtigkeit nicht mehr als 95 %.
4. Vor und nach dem Regelventil sollte ein gerader Rohrabschnitt vorhanden sein, dessen Länge nicht weniger als das 10-fache des Durchmessers der Rohrleitung (10D) beträgt, um zu vermeiden, dass die Strömungseigenschaften der geraden Rohrleitung durch das Ventil beeinträchtigt werden, wenn es zu kurz ist.
5. Wenn der Durchmesser des Regelventils und der Prozessrohrleitung nicht übereinstimmen, sollte eine Reduzierung verwendet werden, um sie zu verbinden. Bei der Installation von Regelventilen mit kleinem Durchmesser kann eine Gewindeverbindung verwendet werden. Der Richtungspfeil für das Fluid am Ventilkörper sollte mit der Fluidrichtung übereinstimmen.
6. Es ist eine Bypass-Rohrleitung einzurichten. Der Zweck ist, das Umschalten oder die manuelle Bedienung zu erleichtern, die ohne Anhalten des Ventils für Wartungsarbeiten eingestellt werden kann.
7. Vor der Installation des Regelventils sollten Fremdkörper wie Schmutz, Schweißschlacke usw. gründlich aus der Rohrleitung entfernt werden.

1. Die Einbauposition, die Höhe, die Ein- und Auslassrichtung des Ventils müssen den Konstruktionsanforderungen entsprechen, die Verbindung sollte fest und dicht sein.
2. Ventile können in verschiedenen Formen von Endverbindungen mit der Rohrleitung verwendet werden. Zu den wichtigsten Verbindungen gehören Gewinde-, Flansch- und Schweißverbindungen. Bei Flanschverbindungen, wenn die Temperatur 350 °C überschreitet, sollte aufgrund des Bolzens. Kriech- und Entspannungseffekte von Flansch und Dichtungsmaterial hochtemperaturbeständiges Bolzenmaterial gewählt werden.
3. Vor der Installation des Ventils muss eine Sichtprüfung durchgeführt werden, das Typenschild des Ventils muss mit den aktuellen internationalen Normen GB12220 "Allgemeine Ventilkennzeichnung" übereinstimmen. Für den Betriebsdruck von mehr als 1,0 MPa und in der Hauptrohrleitung, um eine Rolle beim Abschneiden des Ventils zu spielen, sollten Festigkeits- und Dichtigkeitstests durchgeführt werden, die vor der Verwendung qualifiziert sind. Andere Ventile können nicht separat getestet werden, sondern müssen im Systemdrucktest getestet werden.
4. Festigkeitstest, der Prüfdruck für den Nenndruck des 1,5-fachen der Dauer von nicht weniger als 5 Minuten, das Ventilgehäuse, die Packung sollten keine Leckage aufweisen.
5. Dichtigkeitstest, der Prüfdruck von 0,3 MPa, der Prüfdruck in der Prüfdauer sollte unverändert bleiben, die Zeit sollte gemäß den Bestimmungen von Tabelle 2 erfolgen, bis die Dichtfläche des Ventils ohne Leckage qualifiziert ist.
6. Nenndurchmesser: DN15-500

(a) Das Regelventil arbeitet nicht, Fehlererscheinungen und Ursachen sind wie folgt:

1. Kein Signal, keine Gasquelle.
   1. Gasquelle ist nicht geöffnet,
   2. Aufgrund des in der Gasquelle enthaltenen Wassers im Winter Vereisung, was zu blockierten Leitungen oder Filtern, Verstopfung des Druckminderventils führt,
   3. Kompressorfehler
   4. Hauptleckage der Gasversorgung.
2. Luftquelle, kein Signal.
   1. Reglerfehler
   2. Stellungsregler-Wellblechleckage
   3. Beschädigung der Regelnetzmembran
3. Stellungsregler ohne Luftquelle,
   1. Filter verstopft,
   2. Fehler des Druckminderventils
   3. Leckage oder Verstopfung der Rohrleitung
4. Stellungsregler hat Luftquelle, keine Ausgabe. Drosselloch des Stellungsreglers ist verstopft
5. Es gibt ein Signal, keine Aktion.
   1. Ventilspindel abgelöst,
   2. Spindel und Gesellschaft oder mit dem Ventilsitz verklemmt
   3. Stiel verbogen oder gebrochen
   4. Sitzspindel gefroren oder Koksschmutz.
   5. Stellgliedfeder aufgrund von langfristiger Nichtbenutzung und Reparatur tot

(ii) Instabile Wirkung des Regelventils. Fehlererscheinungen und Ursachen sind wie folgt:

1. Instabiler Gasdruck
   1. Kompressorkapazität ist zu gering
   2. Fehler des Druckminderventils
2. Signal-Druckinstabilität
   1. Zeitkonstante des Steuerungssystems ist nicht geeignet
   2. Reglerausgangsinstabilität
3. Stabiler Gasquelldruck, Signaldruck ist ebenfalls stabil, aber die Wirkung des Regelventils ist instabil.
   1. Stellungsregler-Verstärker-Kugelventil durch die Beute von Verschleiß ist nicht streng, der Gasverbrauch wird besonders groß sein Ausgangsschock.
   2. Stellungsregler-Verstärker-Düse-Prallplatte ist nicht parallel, die Prallplatte kann die Düse nicht abdecken,
   3. Ausgangsrohr, Leitungsleckage.
   4. Stellgliedsteifigkeit ist zu gering.
   5. Stielbewegung im Reibungswiderstand ist groß, und der Kontakt mit den Phasenteilen des Blockphänomens.

(ii) Das Stellglied ist zu starr.

(iii) Vibration des Regelventils. Fehlererscheinungen und Ursachen sind wie folgt:

1. Das Regelventil vibriert bei jedem Öffnungsgrad.
   1. Instabile Unterstützung
   2. Vibrationsquelle in der Nähe
   3. Spindel und Liner stark abgenutzt.
2. Regelventilvibration in der vollständig geschlossenen Position
   1. Regelventil groß gewählt, oft in kleinen Öffnungen verwendet:
   2. Einzelsitzventil-Medium-Strömungsrichtung und die entgegengesetzte Richtung des Schließens

(D) Die Wirkung des Regelventils träge träge Phänomen und die Gründe sind wie folgt:

1. Ventilspindel nur in einer einzigen Wirkrichtung träge
   1. Pneumatische Dünnfilm-Stellglied-Membran-Beschädigung Leckage
   2. Stellglied in der "O"-Dichtung Leckage
2. Ventilspindel in der hin- und hergehenden Bewegung sind träge Phänomen
   1. Ventilkörper ist mit viskosem Material blockiert
   2. PTFE-Füllstoff-Verschlechterung Verhärtung oder Graphit - Asbest-Packung Schmiermittel Trocknung.
   3. Packung ist zu fest hinzugefügt, Reibungswiderstand erhöht.
   4. Aufgrund des Stiels ist nicht gerade, was zu Reibungswiderstand führt.
   5. Kein Stellungsregler pneumatisches Regelventil kann auch zu Verzögerungen führen

(E) Die Leckage des Regelventils nimmt zu, die Gründe für die Leckage sind wie folgt

1. Das Ventil ist vollständig geschlossen, wenn die Leckage groß ist,
   1. Die Spindel ist abgenutzt, die innere Leckage ist stark,
   2. Ventil ist nicht eingestellt, um nicht streng zu schließen
2. Das Ventil kann die vollständig geschlossene Position nicht erreichen
   1. Medium-Druckdifferenz ist zu groß, die Steifigkeit des Stellglieds ist gering, das Ventil ist nicht dicht
   2. Fremdkörper im Ventil
   3. Buchsen-Sintern

(F) Einstellbereich des Durchflusses wird klein. Der Hauptgrund ist, dass die Spindel korrodiert ist, so dass der einstellbare Mindestdurchfluss größer wird.

Wenn Sie das Versagen des pneumatischen Regelventils verstehen und die Gründe kennen, können Sie Maßnahmen ergreifen, um das Problem zu lösen.

1. Zuverlässigkeit;
2. Wirtschaftlichkeit;
3. Gleichmäßige Aktion, ausreichende Ausgangsdrehmoment;
4. Einfache Struktur, einfache Wartung.

1. (1) Pneumatisches Stellglied ist einfach und zuverlässig
2. (2) Antriebsquelle
3. (3) Preis
4. (4) Schub und Steifigkeit: beide vergleichbar.
5. (5) Feuer- und Explosionsschutz

1. (1) Wo immer möglich, wird empfohlen, importierte elektronische Stellglieder mit inländischen Ventilen für die Lokalisierung und neue Projekte zu verwenden.
2. (2) Obwohl das Membranstellglied die Mängel von unzureichendem Schub, geringer Steifigkeit und großer Größe aufweist, ist seine Struktur einfach, so dass es immer noch das am häufigsten verwendete Stellglied ist.
3. (3) Beachtung der Auswahl des Kolbenstellglieds:
   1. (1) Pneumatischer Dünnfilm-Stellglied-Schub ist nicht ausreichend, die Wahl des Kolbenstellglieds zur Verbesserung der Ausgangskraft; für Regelventile mit großem Differenzdruck (z. B. Mitteldruck-Dampfabschaltung), wenn DN ≥ 200, oder sogar ein doppelwandiges Kolbenstellglied wählen;
   2. (2) Für gewöhnliche Regelventile können Sie auch das Kolbenstellglied wählen, um das Membranstellglied zu ersetzen, so dass die Größe des Stellglieds stark reduziert wird, in dieser Hinsicht wird die Verwendung des pneumatischen Kolbenregelventils mehr sein;
   3. (3) Winkelhub-Klasse Regelventil, das Winkelhub-Stellglied, die typische Struktur ist ein Doppelkolben-Zahnstangen- und Ritzel-Drehtyp. Es ist erwähnenswert, dass der traditionelle "Geradhub-Kolbenstellglied + Winkelstahl + Kurbelgestänge"-Modus.

Elektrische Stellglieder können nur für den intermittierenden Betrieb verwendet werden und sind daher nicht für den kontinuierlichen Regelbetrieb geeignet. Pneumatische Stellglieder sind überlastbeständig und wartungsfrei während ihrer gesamten Lebensdauer. Es sind keine Ölwechsel oder andere Schmierungen erforderlich. Mit einer Standardlebensdauer von bis zu einer Million Schaltzyklen sind pneumatische Stellglieder anderen Ventilantrieben überlegen.

Pneumatische Stellglieder können in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, insbesondere bei folgenden Situationen:

• Die Notwendigkeit von explosionsgeschützten Ventilen (z. B. Namur-Ventile mit geeigneten Spulen);
• Ventile oder Ventilinseln müssen außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs installiert werden, die Verwendung von pneumatischen Stellgliedern in dem explosionsgefährdeten Bereich, der durch die Gasleitung angetrieben werden soll;
• Elektrische Stellglieder sind in explosionsgefährdeten Bereichen nicht einfach zu verwenden und mit hohen Kosten verbunden.

Bei Bedarf zur Erhöhung des Drehmoments oder der Kraft hat spezielle Anforderungen, elektrische Stellglieder erreichen schnell die Drehmomentgrenze. Besonders wenn der Ventilantrieb unregelmäßig geöffnet oder über einen langen Zeitraum geschlossen wird, sind die Vorteile des Überlastwiderstands des pneumatischen Stellglieds offensichtlich, da Ablagerungen oder Sintern das Anlaufdrehmoment erhöhen. Mit pneumatischen Komponenten können der Arbeitsdruck sowie die Wirkkraft oder das Drehmoment leicht erhöht werden.

Da die meisten Ventilantriebe in der Wasser- und Abwassertechnik im Ein/Aus-Modus betrieben oder sogar für den manuellen Betrieb ausgelegt sind, eröffnen pneumatische Komponenten wichtige Rationalisierungsperspektiven. Im Gegensatz zu pneumatischen Stellgliedern müssen bei Verwendung von elektrischen Stellgliedern Überwachungsfunktionen wie Überwachung der Temperatur, des Drehmoments, der Umschalthäufigkeit und der Wartungsintervalle in das Steuerungs- und Testsystem integriert werden, was zu einer großen Anzahl von Leitungseingängen und -ausgängen führt. Pneumatische Stellglieder benötigen keine Überwachungs- und Steuerungsfunktionen außer der Endlagenmessung und der Handhabung der Luftquelle. Die geringen Kosten für pneumatische Stellglieder machen es umso wichtiger, manuelle Ventilantriebe zu automatisieren.

Die pneumatische Technologie ist sehr einfach. Die Installation von pneumatischen Stellgliedern auf Ventilantriebsköpfen sowie der Anschluss und die Betätigung von Luftaufbereitungseinheiten können einfach realisiert werden. Darüber hinaus gewährleistet die wartungsfreie Konstruktion der pneumatischen Stellglieder einen komfortablen und einfach zu bedienenden Fit-and-Run-Betrieb.

Pneumatische Komponenten sind hochgradig vibrationsbeständig, robust, langlebig und in der Regel unbeschädigt. Selbst sehr hohe Temperaturen beschädigen die korrosionsbeständigen Komponenten nicht. Elektrische Stellglieder bestehen aus einer großen Anzahl von Komponenten und sind relativ leicht zu beschädigen.

Linearstellglieder wirken direkt auf die Schließeinrichtung, während oszillierende Stellglieder nur einen Kolben und eine Antriebswelle benötigen, um die "lineare Druckluftkraft" in eine Oszillation umzuwandeln. Langsame Bewegungen können auch leicht mit pneumatischen Stellgliedern erreicht werden, z. B. durch die Verwendung einfacher und kostengünstiger Durchflusssteuerelemente. Elektrische Stellglieder verursachen erhebliche Energieverluste bei der Umwandlung der zugeführten Energie in Bewegung. Dies liegt erstens daran, dass der Elektromotor den größten Teil der Energie in Wärme umwandelt, und zweitens an der Verwendung eines Getriebes.

Heutzutage ist das pneumatische Stellglied das am häufigsten verwendete Stellglied in den meisten industriellen Steuerungsanwendungen, da die Gasquelle als Energiequelle dient, im Vergleich zu elektrischen und hydraulischen Stellgliedern wirtschaftlicher ist und die Struktur einfach ist, leicht zu verstehen und zu warten. Aus Wartungssicht ist das pneumatische Stellglied einfacher zu bedienen und zu kalibrieren als andere Arten von Stellgliedern, und es kann leicht im Feld von positiv und negativ links und rechts austauschbar realisiert werden. Sein größter Vorteil ist die Sicherheit, bei Verwendung eines Stellungsreglers ist es ideal für brennbare und explosive Umgebungen, während elektrische Signale, die nicht explosionsgeschützt oder eigensicher sind, potenziell Brandrisiken durch Zündung bergen. Daher, obwohl die Anwendung von elektrischen Regelventilen jetzt immer umfangreicher ist, aber in der chemischen Industrie, pneumatische Regelventile immer noch den absoluten Vorteil einnehmen.

Die Hauptnachteile von pneumatischen Stellgliedern sind: langsamere Reaktion, schlechte Regelgenauigkeit und schlechte Beständigkeit gegen Abweichungen, aufgrund der Kompressibilität des Gases, insbesondere bei großen pneumatischen Stellgliedern, wo es Zeit braucht, bis die Luft den Zylinder füllt und entleert. Dies sollte jedoch kein Problem sein, da viele Arbeitsbedingungen keinen hohen Grad an Regelgenauigkeit und extrem schnelle Reaktion und Beständigkeit gegen Abweichungen erfordern.

Elektrische Stellglieder werden hauptsächlich in Kraftwerken oder Kernkraftwerken eingesetzt, wo ein reibungsloser, stabiler und langsamer Prozess in Hochdruckwassersystemen erforderlich ist.

Der Hauptvorteil des elektrischen Stellglieds ist die hohe Stabilität und die konstante Schubkraft, die der Benutzer anwenden kann, der maximale vom Stellglied erzeugte Schub kann bis zu 225000 kgf betragen, der einzige, der einen so großen Schub erreichen kann, ist das hydraulische Stellglied, aber die Kosten des hydraulischen Stellglieds sind viel höher als die des elektrischen. Die Anti-Abweichungsfähigkeit des elektrischen Stellglieds ist sehr gut, der Ausgangsschub oder das Drehmoment ist im Wesentlichen konstant, kann sehr gut die Unwuchtkraft des Mediums überwinden, um eine genaue Steuerung der Prozessparameter zu erreichen, so dass die Regelgenauigkeit höher ist als die des pneumatischen Stellglieds. Wenn es mit Servoverstärkern ausgestattet ist, kann es leicht die positive und negative Rolle des Austauschs realisieren, aber auch leicht den Ventilzustand des gebrochenen Signals einstellen (halten / voll öffnen / voll schließen), und Fehler, müssen in der ursprünglichen Position bleiben, was das pneumatische Stellglied nicht kann, das pneumatische Stellglied muss mit Hilfe einer Reihe von Kombinationen von Schutzsystemen die Position realisieren.

Die Nachteile von elektrischen Stellgliedern sind: komplexere Struktur, anfälliger für Ausfälle, und aufgrund seiner Komplexität sind die technischen Anforderungen des Wartungspersonals vor Ort relativ hoch; Motorbetrieb zur Erzeugung von Wärme, wenn die Regulierung zu häufig ist, leicht zu Überhitzung des Motors, Thermoschutz, aber auch den Verschleiß an den Untersetzungsgetrieben erhöhen; das andere ist langsamer, vom Reglerausgang ein Signal, bis das Regelventil auf die entsprechende Position reagiert, dauert es lange, sich in die Position zu bewegen. Vom Reglerausgang ein Signal, bis das Regelventil reagiert und sich in die entsprechende Position bewegt, dauert es lange, was nicht so gut ist wie die pneumatischen und hydraulischen Stellglieder.