調整弁の安全な動作に影響を与える要因は何ですか

高度に自動化された化学制御システムでは、調整弁は自動調整システムの末端実行装置として使用され、制御信号を受信して​​化学プロセスの調整を実現します。そのアクションの感度は、調整システムの品質に直接関係します。現場での実際の統計によれば、故障の約70％は調整弁が原因となっています。そこで、日常のメンテナンスにおいて、調整弁の安全な動作に影響を与える要因とその対策をまとめ、分析します。

1.ジャム

調整弁の頻繁な問題は詰まりです。これは、新しい試運転システムやオーバーホールの初期段階でよく発生します。配管内の溶接スラグや錆などにより、オリフィスやガイド部の詰まりにより媒体の流れが悪くなったり、調整弁をオーバーホールしたりする場合があります。中間のパッキンがきつすぎると摩擦が増大し、小信号が作用せず大信号が過大に作用する現象が発生します。

トラブルシューティング：補助ラインや調整弁を素早く開閉できるので、補助ラインや調整弁から媒体により汚れを洗い流すことができます。もう 1 つの方法は、パイプ レンチを使用してバルブ ステムをクランプすることです。信号圧力が加えられると、バルブ コアがカード内で点滅するようにバルブ ステムを正および負に回転させます。改善しない場合は、エア源圧力を上げて駆動力を上げ、数回上下させると改善します。それでも動作しない場合は、分解する必要があります。

2. 漏れ

2.1 バルブ内部漏れ、バルブステムの長さが適切でない

エアでバルブを開いた場合、バルブステムが長すぎてバルブステムの上方（または下方）の距離が不足し、バルブコアとバルブシートの間に隙間が生じ接触不足となり、閉まりが悪く内部漏れが発生します。同様に、空気遮断弁の弁棒が短すぎると、弁コアと弁座との間に隙間が生じ、完全に接触せず、閉まりが悪くなり、内部漏れが発生する。

解決策: 調整弁のバルブステムを短く (または長く) して、調整弁の長さが漏れないよう適切な長さにする必要があります。

2.2 パッキンの漏れ

パッキンがスタフィングボックスに装填された後、グランドを通じて軸方向の圧力がパッキンに加えられます。パッキンの塑性によりラジアル力が発生し、バルブステムに密着しますが、その接触はあまり均一ではありません。接触が緩い部分もあれば、密着している部分もあり、接触していない部分もあります。調整弁の使用中、弁棒とパッキンの間には相対的な動きがあり、この動きを軸方向の動きといいます。使用過程において、高温、高圧、流体媒体の強い浸透性の影響により、調整弁のスタッフィングボックスも漏れ現象の一部となります。パッキン漏れの主な原因は界面漏れです。繊維パッキンの場合、漏れも発生します (圧力媒体がパッキン繊維間の小さな隙間に沿って外側に漏れます)。バルブステムとパッキンとの界面漏れは、パッキン面圧の徐々に減衰やパッキン自体の経年劣化によって発生します。このとき、パッキンとバルブステムとの接触隙間に沿って圧力媒体が外部に漏れます。

解決策：パッキンの取り付けを容易にするために、スタフィングボックスの上部を面取りし、スタフィングボックスの底部に小さな隙間をあけて耐食性の金属製保護リングを配置し（パッキンとの接触面を傾斜面にすることはできません）、メディアのロールアウトによるパッキンの圧力を防ぎます。パッキンと接触するスタフィングボックスの各部品の金属表面は、表面仕上げを改善し、パッキンの摩耗を軽減するために仕上げる必要があります。充填材には柔軟性のあるグラファイトを使用しており、気密性が良く、摩擦が少なく、長期使用による変化が少なく、磨耗が少なく、メンテナンスが容易です。グランドボルトを増し締めしても摩擦は変化せず、耐圧性、耐熱性が良好で、内部媒体による腐食がなく、バルブステムやスタッフィングボックスと接触する金属に孔食や腐食が発生しません。このようにして、バルブステムスタッフィングボックスのシールが効果的に保護され、パッキンのシールの信頼性と長期特性が保証されます。

2.3 バルブコアおよびバルブシートの変形と漏れ

バルブコアとバルブシートの漏れの主な原因は、調整弁の製造工程における鋳造または鍛造の欠陥であり、腐食の増加につながる可能性があります。腐食性媒体の通過や流体媒体の浸食も、調整バルブの漏れを引き起こす可能性があります。腐食は主にエロージョンまたはキャビテーションの形で存在します。腐食性媒体が調整弁を通過すると、バルブコアやバルブシートの材質に侵食や衝撃が発生し、バルブコアやバルブシートが楕円形やその他の形状になります。時間が経つとバルブコアとバルブシートが合わなくなり、隙間ができたり、閉まりが悪くなり漏れが発生します。

解決策: 重要なのは、バルブコアとバルブシートの材料の選択と品質を管理することです。耐食性の高い材料を選択し、孔食やトラコーマなどの不良品を断固排除します。バルブコアとバルブシートの変形がそれほどひどくない場合は、細かいサンドペーパーで研磨して痕跡をなくし、シールの仕上げを改善してシール性能を向上させることができます。損傷がひどい場合は、バルブを新しいものと交換する必要があります。

3. 発振

調整弁のバネ剛性が不足すると、調整弁の出力信号が不安定で急激に変化し、調整弁が発振しやすくなる。また、バルブ選択の周波数がシステム周波数と同じであるか、配管やベースが激しく振動し、調整弁が振動してしまうとも言われています。調整弁の選定が不適切な場合、小さな開度で流体抵抗、流量、圧力が急激に変化します。バルブ剛性がバルブ剛性を超えると安定性が悪くなり、ひどい場合には発振が発生します。

対策：発振の原因は多面的であるため、具体的な問題点を詳細に分析します。剛性を高めることで微振動を解消します。高剛性スプリングを使用する場合はピストンアクチュエータ構造となります。パイプラインとベースの激しい振動は、サポートを増やすことで振動の干渉を排除できます。選択したバルブの周波数がシステム周波数と同じである場合は、バルブを別の構造のものと交換します。小開度での作動による発振は、流量C値の選定の誤りが原因です。調整弁の開度が小さい場合には、流量C値の小さいタイプを再選定するか、スプリットレンジ制御やサブマザーバルブを採用する必要があります。