Басқару клапанының шуын азайту: Өндірістік зауыттар үшін инженерлік шешімдер

Аэродинамикалық шудың мәселесі

Басқару клапанының шуы көптеген өндірістік зауыттарда 85 дБ(А)-дан асады. Қызметкерлер клапан станцияларының жанында есту қорғанысын қажет етеді. Бұл шу энергияның ысырап болуын көрсетеді. Сондай-ақ, ол трим компоненттерінің механикалық зақымдану қаупін білдіреді.

Аэродинамикалық шу клапан ішіндегі жоғары жылдамдықтағы сұйықтықтан пайда болады. Клапан арқылы қысымның төмендеуі дыбыстық жағдайларды тудырады. Ауа және газ қызметтерінде төменгі қысым жоғары қысымның 58%-нан төмен болғанда, шектелген ағын дамиды. Қысымның екі еселенуі сайын шу деңгейі шамамен 18 дБ-ға артады.

• Біріншіден, абсолютті кіріс және шығыс қысымдарын есептеңіз. Формула қолданыңыз: критикалық қысым қатынасы = P2/P1 = 0.528, ауа үшін 25°C-та.
• Екіншіден, клапан кіріс температурасы анықтаңыз. Жоғары температуралар критикалық қатынасты төмендетеді.
• Үшіншіден, нақты ағын жылдамдығын жобалық шарттармен салыстырыңыз.
• Төртіншіден, клапан өлшемін Fisher Sizing Handbook бойынша тексеріңіз. Артық үлкен клапандар ашылуы аз болса да, жоғары жылдамдық пен шуды тудырады.

Honeywell PKS Experion HMI клапан позициясы мен каскадтық айнымалыларды көрсетеді. Control Studio графикасына өтіңіз. Клапан белгішесін басыңыз. Шығыс, орнату нүктесі және позиция мәндерін оқыңыз. 20%-дан төмен ашылған клапан артық үлкен екенін білдіреді. 90%-дан жоғары клапан кішірейтілгенін көрсетеді.

Сұйық қызметтердегі кавитациялық зақым

Кавитация клапан триміне ауыр механикалық зақым келтіреді. Шуы клапан корпусынан гравий өтіп жатқандай естіледі. Трубопровод арқылы берілетін діріл құбыр тіректеріне және аспап қосылыстарына зақым келтіреді.

Кавитация сұйықтық қысымы веналық тарылу аймағында будың қысымынан төмен болғанда пайда болады. Қысым төменгі жағында қалпына келгенде бу көпіршіктері қатты құлайды. Құлау жергілікті қысымдарды 1000 МПа-дан асады. Бұл клапан отырғышы мен штокты бірнеше сағат ішінде тоздырады.

• Біріншіден, кіріс қысымының будың қысымынан +1.7 МПа кем емес екенін тексеріңіз.
• Екіншіден, кавитациясыз жұмыс істеу үшін қажетті қысым төмендеуін есептеңіз. Эмпирикалық формула қолданыңыз: DP_cav = 0.9 × (P1 − Pv).
• Үшіншіден, жоғары қысым төмендеуі бар қолданбаларға көп сатылы торлы трим орнатыңыз. Fisher DVC6200 шуды азайтатын трим бірнеше қысым төмендеу сатыларын қамтиды.
• Төртіншіден, бар клапандарға қарсы кавитациялық сақиналарды қолданыңыз. Сақиналар көпіршіктердің бақылаулы құлау аймақтарын маңызды беттерден алыс жасайды.

Foxboro I/A Series клапан позиционерлері кавитацияны бақылауды қолдайды. Positioner Insight диагностика пакетін баптаңыз. Бағдарлама клапан қолтаңбасының уақыт бойынша өзгерісін бақылайды. Қолтаңбаның ауытқуының артуы тримнің тозуын білдіреді.

Allen-Bradley ControlLogix клапан интеграциясы және диагностикасы

Қазіргі өндірістік зауыттар ақылды клапан позиционерлерін PLC жүйесімен біріктіреді. Allen-Bradley ControlLogix 1756-L75 контроллерлері Fisher DVC6200 позиционерлерінен HART деректерін оқиды. Бұл деректер алдын ала техникалық қызмет көрсету стратегияларын іске асыруға мүмкіндік береді.

• Біріншіден, 4–20 мА сигналын аналогтық кіріс каналына қосыңыз. 1756-IF16IH HART аналогтық кіріс модулін қолданыңыз. HART сигналын бөлек 250 омдық резистор арқылы өткізіңіз.
• Екіншіден, RSLogix 5000-де HART тегін баптаңыз. Кіріс түрін HART-4AI деп орнатыңыз.
• Үшіншіден, HART айнымалыларын контроллер тегтеріне сәйкестендіріңіз. DVC6200 Travel, Pressure және Diagnostic деректерін береді.
• Төртіншіден, маңызды параметрлерге дабыл өрнектерін жасаңыз. Travel Deviation High-ты орнату нүктесінен 5% жоғары қойыңыз. Drive Signal High-ты максималды шығыс 95% деңгейінде орнатыңыз.

Drive сигнал дабылы механикалық ақаудың жақындап келе жатқанын білдіреді. Жоғары drive сигналы мен төмен клапан қозғалысы актюатордың жеткілікті күшінің жоқтығын көрсетеді. Себептері: тозған мойынтіректер, зақымдалған мембраналар немесе артық процесс қысымы. 1756-IF16H модулі үлкен клапан орнатулар үшін 16-арналы HART мүмкіндігін ұсынады.

Механикалық діріл және құбыр қысымы

Клапан дірілі құбыр құрылымына беріледі. Резонанс белгілі жиіліктерде дірілді күшейтеді. Құбыр қысымы клапан корпусын деформациялайды. Фланецтің дұрыс орналаспауы салдарынан тығыздағыштар ағып кетеді.

• Біріншіден, клапан корпусында діріл зерттеуін жүргізіңіз. Портативті FFT анализаторын қолданыңыз. 0–500 Гц жиіліктердегі діріл амплитудасын тіркеңіз. Қабылданатын деңгей 0.5 мм/с RMS-тан төмен болуы керек.
• Екіншіден, құбыр тіректерінің орнын тексеріңіз. Әр клапаннан 1 метр ішінде тіректер болуы тиіс.
• Үшіншіден, фланец болттарының моментін тексеріңіз. Тең емес момент клапан корпусына эксцентрлік жүктеме түсіреді.
• Төртіншіден, шток орамасын тозу үшін тексеріңіз. Штоктан ағып кету көзбен көрінетін тамшы жылдамдығынан асса, ораманы ауыстырыңыз.

Phoenix Contact ILC 350 PLC-лері IO-Link сенсорлары арқылы діріл мониторингін қолдайды. IO-Link мастерін SSI шығыс форматына баптаңыз. Контроллер діріл деректерін 100 мс аралықпен сұрайды. Дабылдар діріл шектен асқанда іске қосылады.

Позиционерді калибрлеу және жауап беру уақыты

Нашар позиционер калибрлеуі ауытқу мен асып кетуге әкеледі. Клапан орнату нүктесі айналасында тербеледі. Басқару ошағының өнімділігі төмендейді. Бұл симптом контроллердің дұрыс бапталмауына ұқсайды.

• Біріншіден, клапанда қадамдық сынақ жүргізіңіз. 10% позиция қадамын бұйырыңыз. Өсу уақытын және асып кетуді өлшеңіз. Өсу уақыты бапталған өлі аймақ уақытына тең болуы керек. Асып кету 5%-тан аспауы тиіс.
• Екіншіден, жабдықтау ауасының қысымын тексеріңіз. Позиционерлерге 3.5–5.5 бар таза аспап ауасы қажет.
• Үшіншіден, кері байланыс байланысын туралаңыз. Қосылыс еркін қозғалып, тұрып қалмауы керек.
• Төртіншіден, жауап беру талаптарыңызға сәйкес күшейткішті реттеңіз. Жоғары күшейткіш жылдам жауап береді. Төмен күшейткіш ауытқуды азайтады.

Yokogawa CENTUM VP клапан қолтаңбасын Exaquantum активтерді басқару пакеті арқылы сынауды қолдайды. Бағдарлама қалыпты жұмыс кезінде клапан жауап қисықтарын тіркейді. Негізгі көрсеткіштен ауытқу дамып келе жатқан мәселелерді білдіреді. Жоғары электромагниттік кедергілер ортасында шуға сезімтал позиционер сигналдарын өңдеу үшін 1756-IF16I оқшауланған аналогтық кіріс модулін қолданыңыз.

Қорытынды және іс-шаралар бойынша кеңес

Басқару клапанының шуы мен дірілі жүйенің тиімсіздігі мен механикалық мәселелерін көрсетеді. Үш іс-шара клапанның апатты ақауларын болдырмайды.

Біріншіден, маңызды клапандарда үнемі акустикалық мониторинг жүргізіңіз. Құрылыс кезінде базалық шу деңгейлерін орнатыңыз. Төрт ай сайынғы өлшемдерді базалықпен салыстырыңыз. Деңгей 3 дБ-ға көтерілсе, тексеру жиілігін арттырыңыз. Екіншіден, ақылды позиционерлерге алдын ала техникалық қызмет көрсетуді енгізіңіз. Апта сайын HART диагностика деректерін оқыңыз. Drive сигнал шегіне жақындағанда техникалық қызмет көрсету кестесін жасаңыз. Үшіншіден, зауытты іске қосу кезінде құбыр қысымын тексеріңіз. Ыстық жұмыс жағдайлары фланец туралауын өзгертеді. Термикалық тұрақтандырудан кейін фланец болттарын қайта қатайтыңыз.

Fisher DVC6200 және Allen-Bradley ControlLogix интеграциясы клапанның үздіксіз денсаулығын бақылауға мүмкіндік береді. Барлық диагностикалық айнымалылар үшін тарихшы жазбасын баптаңыз. Мәселе туындағанда түпкі себептерді талдау үшін деректерді пайдаланыңыз. Алдын алу шаралары төтенше тоқтату жөндеулерінен әлдеқайда арзанға түседі.