May 12, 2025
化学産業では,制御バルブが広く使用され,制御バルブの振動については,いくつかの友人はあまりよく理解されていません.
制御バルブの振動は,動作中にバルブが急激に閉じて開く現象を指します.制御バルブが,意図されたプロセス条件を維持するための適切な位置で安定を維持できないことを示す..
この状態により,閉ループシステムにおけるプロセス変数は設定点の周りに変動する.
振動の原因には以下のものがあります.
コントローラの問題:制御装置の設定が不適切か,内部部品の故障が原因で制御信号が不安定になり,そのためバルブが振動する可能性があります.
制御バルブ部品の故障:弁の特定のコンポーネント (スピル,シート,またはアクチュエータなど) の磨きや損傷も振動現象を引き起こす可能性があります.
操作方法の影響:時々,ハードウェア自体に欠陥がないとしても,不適切な操作方法やプロセス設計が振動を引き起こすことがあります.
持続的なバルブ振動は,腺密封の性能を損なうだけでなく,望ましい設定点からの大きな偏差をもたらし,生産性と製品の質に影響を与えます.だから, it is critical to accurately identify the root cause of vibration in order to implement the necessary corrective actions to resolve the vibration problem and improve the overall performance of the control loop.
この 記事 で は,バルブ の 振動 を 引き起こす 可能性 が ある 様々な 要因 と その 診断 に つい て 詳しく 説明 し ます.読み手たちにこの一般的な複雑な産業制御の課題をよりよく理解し対処するのを助けることですこの情報を理解することで,エンジニアと技術者は生産プロセスのスムーズな動作を確保するために,制御システムをより効果的に維持し,最適化することができます.
弁の振動の原因は?
1制御ループの問題
制御モードを自動からマニュアルに切り替えて 通常の方法で応答を評価して ループ内に問題があるかどうかを判断します
振動が止まった場合,ループは不具合である.これらの問題は通常非線形プロセスで発生する.ヒステレシス効果により,狩猟も起こり得る.プロセスのループがゆっくりと動作します.
制御器は,この機械的な問題を解決するために構成されていません.ループの問題による制御閥の詰まりは,制御器を適切に調整することによって解決できます.指示書に記載されていない場合プロセス変数,バルブサイズなど,他の原因によるものかもしれません.
2制御バルブサイズ
制御バルブの制御性は,制御バルブの大きさによって大きく影響されます.流量係数 (簡略 Cv) は,圧力が1psi落ちると600°Fで完全に開いたバルブを通過できる水の量である..
Cv はバルブ設計によって決定され,一定である.同じサイズの制御バルブでさえ,ボディスタイルまたはバルブ内部が異なる場合,Cv 値は異なる可能性があります.制御バルブサイズ化の問題は,総プロセス利益が低くまたは非常に高いとき明らかになります.制御バルブサイズは,将来の流量増加の必要性に基づいて選択され,選択されたバルブサイズは,現在のアプリケーション要件よりもわずかに大きい結果になる可能性があります.制御の精度に影響を与える.
バルブが大きすぎると 過剰な開閉が起こり 収縮や包装損傷や制御が不適切になります細すぎたバルブには,適切な流れを維持するために大きな圧力低下が必要で,必要な容量が不足している可能性があります.ポンプの圧力を増加させ,カビテーションのリスクを高めます.カビテーションとフラッシングは,制御バルブの内部部位に損傷を与える主な問題です.プロセス制御の変動につながります.
3. 制御バランブ位置付け器
制御バランブアクチュエータをプロセス変数制御に必要な均衡位置に保つために,バランブポジショナーは空気圧を調節することによって実現されます.
空気の流れを制御するスロールがありますが,長時間使用や空気中の塵粒子がスロールを磨き,特定の位置に閉じ込めてしまう可能性があります.異常な高気圧を発生させる空気圧が上昇すると,スロールが固定位置から解放され,過突が起こし,不安定なバルブ位置,バルブの効果的な制御の喪失,および傾きを引き起こす.
周囲のプロセスタンクからの放射熱により,バルブポジショナーが高温にさらされることがあります.これはまた,制御バルブが停止するポジショナーの要因でもあります.ポジショナーシールとパイプにダメージを与える可能性があります.定位器は,フィードバックリンクを使用して,出力を調整するためにバルブの実際の位置を検出します.
例えば,流体力や摩擦によりフィードバックリンクが故障した場合,弁は正しく動作しない可能性があります.現代のインテリジェント位置付け器は,そのような偏差を認識するユニークな能力を持っています.
4バルブ移動中の静的摩擦
バルブが静的摩擦 (つまり,停止) に遭遇すると,特定の位置で動きが停止し,再起動するには追加の力が必要です.この現象の原因は,硬化腺の包装またはスロール内の粘着性流出かもしれない.
施された力が停止点を克服するのに十分になると,弁はオーバーショット位置に移動し,プロセス変数が設定値を上回ります.制御器の出力とプロセス変数との間の関係を監視することによって観察することができます..
バルブ・アクチュエータのサイズが適切で,スイッチのトークは停止を避けるために許容できる範囲内にある必要があります.
5ハードウェアの欠陥
さらに,スロール内部の磨きにより,バルブが停止し,バルブが完全に閉まるのを防ぎます.スロールの損傷は,高い動作範囲で制御バルブを制御を失う可能性があります.
制御バルブでは,処理メディアがバルブ体から漏れることを防ぐために,腺包装が使用されます.損傷した場合,それはボットに漏れを引き起こす可能性があります.労働環境の安全を脅かすバルブアクチュエータの漏れは,バルブ狩猟につながる別の要因です.
バルブステムは,最初に正確に位置付けされています バルブポジショナー,しかし,漏れのために,ステムは,繰り返し出力を調整するためにポジショナーを強制し,移動し続けます.幹の位置を無限に検索する結果これは安定状態の制御信号の下の制御バルブにおける一般的な尾行現象の一つです.
バルブ振動を止めるには?
振動 の 分析 と 診断
ループ の 問題 や 他 の 影響 は 制御 バルブ の 振動 を 引き起こし ます.制御 器 を 手動 モード に 切り替えて,振動 が 止まる か を 観察 し て 問題 の 原因 を 特定 する.振動が止まったらループ自体にある問題による問題であり,適切な調整で解決できる.
内部の振動は,不適切な調整または機械の不具合によって引き起こされる可能性があります. バルブが手動モードで依然として不規則な動作を示す場合,問題の原因は,損傷したバルブ組またはプロセスパラメータの変更かもしれません..
制御バルブが固まる原因は,固まりや位置付け器の超越です.粘着現象の存在におけるバルブの出力反応は,グラフによって明確に示される..
制御バルブが固まる主な原因は?
制御弁の固定が制御装置の不適切な調節や制御閥そのものの機械的な故障によるかどうかを判断するために,制御器の出力を一時的に回避することが推奨されます.制御バルブアクチュエータに供給される恒常圧と観測された出力反応
線形ポテンチメーター (ポジショントランスミッター) は幹の動きを検出するために使用され,圧力変換器 (スマートポジショナー) はポジショナーの出力圧を測定するために使用されます.これらのセンサーをデータ収集システムに接続し,監視ソフトウェア (Labviewなど) を使用してデータを視覚化することで, 幹移動と制御器出力のグラフを生成できます.
制御バルブが詰まった主な原因は?
マイクロコントローラーは,コントローラーの設定点と圧力センサーから入力信号を受け取ります. 設定点からの圧力偏差が観測された場合,この偏差が5回以上発生した場合,それは"狩猟"行為とみなされます.この場合, the output of the controller is isolated and the current-to-pressure converter (I-P converter) automatically generates a pressure corresponding to the setpoint and provides it as input to the control valve positioner数秒後,再び偏差を確認します.
偏差が減少していることが判明した場合,制御バルブとその配件は不具合がない.
そのため,制御回路の特別調整が必要である.しかし,バルブが依然として欠陥がある場合,内部の部分は,腺密封により損傷または固まりることがあります.死地 の グラフ の 助け に よっ て粘着の正確な位置は簡単に見つけることができます.
持続的な振動が起きても,死区の兆候がない場合,振動はスロールなどの部品の損傷によるものと考えられます.この方法はまた,トラップ現象が制御範囲全体にわたって存在するか,特定の特定の動作間隔に限定されているかを判断するのに役立ちます..
