خانه / خبر / اخبار صنایع / How Proper Valve Actuator Sizing Prevents Costly Field Failures

How Proper Valve Actuator Sizing Prevents Costly Field Failures

هزینه واقعی اشتباه در اندازه گیری محرک

هر شیر متوقف شده در یک خط فرآیند یک داستان پشت خود دارد، و در تعداد شگفت انگیزی از موارد، این داستان از روزی که محرک مشخص شده است شروع می شود نه روزی که از کار افتاد. محرکی که برای کار بسیار کوچک است، تحت بار متوقف می‌شود، سیم‌پیچ‌های موتور خود را بیش از حد گرم می‌کند، و مدت‌ها قبل از اینکه شیر به موقعیت مورد نظر خود برسد، با حفاظت حرارتی کار می‌کند. محرکی که بزرگ‌تر است، سرمایه را هدر می‌دهد، جرم غیرضروری به میل سوپاپ اضافه می‌کند، و زمانی که دیسک یا گوی گیر کرده را از نقطه‌ای که باید متوقف می‌شد، برش دهد یا بدنه شیر را ترک کند. هر دو نتیجه به یک علت اصلی بازمی‌گردند: عدم تطابق بین گشتاوری که سوپاپ واقعاً به آن نیاز دارد و گشتاوری که محرک برای ارائه آن ساخته شده است.

این عدم تطابق به ندرت خود را بلافاصله اعلام می کند. در عوض، ماه‌ها بعد به‌عنوان الگویی از سفرهای مزاحم، زمان‌های حرکت آهسته، یا خطاهای بازخورد متناوب موقعیتی که تیم‌های تعمیر و نگهداری بدون بازنگری در محاسبه اندازه اصلی به دنبال آن هستند، ظاهر می‌شود. درک نحوه خواندن این علائم، و نحوه اندازه‌گیری یا تغییر اندازه یک محرک به درستی، یکی از بالاترین مهارت‌هایی است که یک مهندس قابلیت اطمینان می‌تواند ایجاد کند.

شناخت علائم اولیه خرابی محرک

علائم محرک بد در یک توالی قابل پیش بینی پیشرفت می کنند. گرفتن آنها در مراحل اولیه بسیار ارزان تر از جایگزینی یک واحد توقیف شده در طول یک تعطیلی برنامه ریزی نشده است.

علامت مشاهده شده	مرحله احتمالی	علت اصلی مشترک
تاخیر اندکی قبل از شروع سکته مغزی	اوایل	حاشیه گشتاور حاشیه ای، روانکاری کهنه
زمان حرکت کامل آهسته تر از خط پایه	اوایل to Mid	تخریب جزئی سیم پیچ موتور، افت ولتاژ تغذیه
سفرهای مکرر اضافه بار حرارتی	اواسط	محرک کم اندازه برای چرخه وظیفه
دریفت یا لرزش بازخورد موقعیت	اواسط	پتانسیومتر فرسوده، کوپلینگ شل، خطای جعبه کنترل
محرک در اواسط ضربه متوقف می شود	دیر	گشتاور ناکافی، اتصال صندلی سوپاپ
از دست دادن کامل پاسخ	انتقادی	سوختگی موتور، خرابی قطار دنده، خطای سیم کشی

تیمی که زمان سکته مغزی و حاشیه گشتاور را در هنگام راه اندازی ثبت می کند، مبنایی برای مقایسه دارد. بدون آن خط مبنا، سه مرحله اول در جدول بالا اغلب از دست می‌رود و محرک تنها زمانی که به مرحله بحرانی می‌رسد مورد توجه قرار می‌گیرد.

اندازه محرک سوپاپ: آنچه در واقع تناسب مناسب را تعیین می کند

درست است اندازه محرک سوپاپ یک جستجوی شماره واحد نیست. این نتیجه ارزیابی چندین متغیر مستقل با هم است، زیرا طرحی که در یک محور کافی به نظر می‌رسد ممکن است در محور دیگر با شکست مواجه شود.

گشتاور باز شدن سوپاپ، که معمولاً از گشتاور در حال اجرا بیشتر است، زیرا باید بر اصطکاک استاتیک و فشردگی مهر و موم صندلی غلبه کند.
چرخه کار و تعداد مورد انتظار عملیات در ساعت، زیرا محرک های موتوری برای کار متناوب و نه پیوسته رتبه بندی می شوند.
محدوده دمای محیط در محل نصب، که هم بر میزان کاهش موتور و هم بر ویسکوزیته روان کننده تأثیر می گذارد.
فشار خط و فشار دیفرانسیل در سراسر شیر در لحظه تحریک، نه فقط در حالت ثابت.
سرعت حرکت مورد نیاز، زیرا ضربات سریعتر به نسبت گشتاور آنی بیشتری نیاز دارد.
قراردادهای حاشیه ایمنی مورد استفاده در تاسیسات، معمولاً یک درصد بافر بالاتر از گشتاور در حال اجرا محاسبه شده است.

نادیده گرفتن هر یک از این عوامل شایع ترین علت اصلی خرابی زودرس محرک است و به همین دلیل است که دو محرک با درجه گشتاور پلاک نام یکسان پس از نصب بر روی دریچه های مختلف می توانند رفتار بسیار متفاوتی از خود نشان دهند.

مقایسه تقاضای گشتاور در میان انواع شیرهای رایج

هندسه‌های مختلف سوپاپ، تقاضاهای گشتاور بسیار متفاوتی را بر روی محرک‌های خود اعمال می‌کنند. نمودار زیر محدوده‌های تقاضای گشتاور نسبی معمولی را نشان می‌دهد که در خانواده‌های شیرهای رایج گزارش شده‌اند، که قبل از مشورت با یک ماشین‌حساب گشتاور محرک برای یک کاربرد خاص، زمینه مفیدی است.

شیرهای دوشاخه و گیت به طور مداوم نیاز به گشتاور گسست بالاتری دارند زیرا سطوح آب بندی آنها در بخش بزرگ تری از مسیر در تماس باقی می ماند، در حالی که شیرهای پروانه ای معمولاً به مقدار کمتری نیاز دارند زیرا دیسک در اوایل سکته مغزی از صندلی جدا می شود. درمان هر خانواده دریچه‌ها با درصد حاشیه یکسان، میانبر رایجی است که مستقیماً به انتخاب‌های کوچک‌تر در دسته‌های با تقاضای بالاتر منجر می‌شود.

چگونه فرکانس خرابی در طول عمر یک محرک تغییر می کند

نرخ حوادث گزارش شده در سال های اولیه خدمت تقریباً ثابت می ماند و سپس از حدود سال ششم به بعد به شدت افزایش می یابد. این نقطه عطف معمولاً مصادف است با اولین نسل از مهر و موم ها، برس ها یا واشرها که به پایان عمر طراحی خود می رسند. تسهیلاتی که یک بازرسی نیمه عمر را نزدیک سال پنجم برنامه ریزی می کنند، به جای اینکه منتظر شکست برای درخواست بازرسی باشند، به طور مداوم این منحنی را صاف می کنند زیرا اجزای فرسوده قبل از اینکه باعث توقف شوند جایگزین می شوند.

آنچه در واقع باعث خرابی محرک گزارش شده می شود

کوچک‌تر شدن بزرگ‌ترین علت گزارش‌شده خرابی محرک است، پیش از خوردگی و خطاهای الکتریکی که در بسیاری از بررسی‌های میدانی ترکیب شده‌اند. این مهم است، زیرا کوچک شدن یکی از دلایل این نمودار است که در مرحله مشخصات، قبل از نصب دستگاه کاملاً قابل پیشگیری است.

مبادلات طراحی محرک بر اساس نوع درایو

انتخاب های طراحی محرک بین انواع درایوهای پنوماتیک، الکتریکی و هیدرولیک به جای یک بهترین پاسخ، شامل معاوضه های واقعی است. مقایسه رادار زیر نحوه عملکرد هر نوع را در پنج ویژگی عملی را خلاصه می کند.

محرک الکتریکی محرک پنوماتیک

واحدهای الکتریکی عموماً در موقعیت یابی دقیق و سهولت تعمیر و نگهداری طولانی مدت پیشروی می کنند زیرا از زیرساخت هوای فشرده که سیستم های پنوماتیکی به آن وابسته هستند اجتناب می کنند. واحدهای پنوماتیکی تمایل به سرعت پاسخ خام دارند و در مناطقی که هوای ابزار در حال حاضر با هزینه نهایی کم در دسترس است، جذاب باقی می مانند. واحدهای هیدرولیک، که برای وضوح در اینجا رسم نشده اند، معمولاً محور خروجی گشتاور را بالا می برند اما سربار نگهداری مایعات بالاتری را حمل می کنند. انتخاب صحیح به این بستگی دارد که کدام دو یا سه ویژگی برای برنامه خاص اهمیت بیشتری دارند تا اینکه کدام نوع در کل بالاترین امتیاز را کسب کند.

گردش کار عیب یابی اتوماسیون سوپاپ کاربردی

هنگامی که یک محرک شیر کنترل شروع به عملکرد ضعیف می کند، کار در یک توالی ثابت از هدر رفتن زمان برای تعقیب زیرسیستم اشتباه جلوگیری می کند. گردش کار زیر منعکس کننده ترتیبی است که اکثر تکنسین های میدانی در عیب یابی اتوماسیون سوپاپ استفاده می کنند.

بررسی سیم‌کشی و سیگنال سزاوار توجه ویژه است زیرا یک محرک سالم متصل به جعبه کنترل معیوب می‌تواند علائمی را نشان دهد که شبیه خرابی موتور داخلی است. تأیید یکپارچگی سیگنال تمیز در آن مرحله، قبل از محکوم کردن خود محرک، از تعویض غیرضروری قطعه‌ای که هرگز واقعاً آسیب ندیده است، جلوگیری می‌کند.

چرا جعبه کنترل سزاوار توجه برابر به محرک است؟

Coal Mine Control Box used for actuator signal and protection wiring

در محیط‌های سخت مانند سایت‌های استخراج زیرزمینی، محفظه‌ای که سیم‌کشی محرک را در خود جای می‌دهد به اندازه خود محرک برای عملکرد قابل اعتماد حیاتی است. یک امتیاز مناسب جعبه کنترل معدن زغال سنگ اتصالات ترمینال، رله‌های اضافه بار و سیم‌کشی بازخورد موقعیت را از گرد و غبار، رطوبت و ضربه مکانیکی محافظت می‌کند، که سه مورد از رایج‌ترین محرک‌های خطاهای سیگنال متناوب هستند که قبلاً در جریان کار عیب‌یابی توضیح داده شد.

تیم هایی که جعبه کنترل را به عنوان یک فکر بعدی در نظر می گیرند، اغلب متوجه می شوند که به طور مکرر عملگرها را برای مشکلی که در واقع در یک بلوک ترمینال خورده یا یک واشر آسیب دیده در خود محفظه قرار داشت، جایگزین می کنند. بازرسی یکپارچگی محفظه در طول هر بررسی محرک برنامه ریزی شده، این شکاف را می بندد.

تصمیم گیری بین تعمیر و تعویض محرک صنعتی

تعمیر محرک صنعتی اغلب راه مقرون به صرفه تر است، اما فقط در شرایط خاص. مقایسه زیر عواملی را که ارزش وزن کردن قبل از انجام هر دو روش را دارند، مشخص می کند.

تعمیرات را در زمانی که: خرابی به یک جزء قابل تعویض منفرد مانند سوئیچ محدود، مهر و موم یا بلوک ترمینال جدا می شود، قطار دنده هیچ سایش قابل مشاهده ای نشان نمی دهد، و دستگاه تقریباً کمتر از دو سوم طول عمر مفید خود را دارد.

از جایگزینی در زمانی که: سیم پیچ موتور از کار افتاده است، محفظه دارای خوردگی است که امتیاز ورودی را به خطر می اندازد، گشتاور خروجی کمتر از حاشیه مورد نیاز سوپاپ کاهش یافته است، یا تعمیرات مکرر قبلاً در همان واحد در مدت کوتاهی انجام شده است.

الگوی تعمیرات تکراری روی یک محرک، خود یک سیگنال تشخیصی است. معمولاً به این معنی است که اندازه اصلی حاشیه ای بوده است و هر تعمیر فقط چند ماه دیگر قبل از بازگشت همان حالت خرابی خریداری می شود.

انضباط مهندسی محرک ساختمان در عملیات در حال انجام

زمان حرکت پایه، حاشیه گشتاور و شرایط محیطی را برای هر محرک هنگام راه اندازی ثبت کنید.
هر زمان که دریچه متصل بازسازی، خط کشی یا تعویض شد، اندازه را دوباره ارزیابی کنید، زیرا اصطکاک صندلی می تواند تغییر کند.
یک بازرسی اواسط عمر را خیلی قبل از اینکه منحنی شکست معمولاً تغییر کند، برنامه ریزی کنید، نه اینکه منتظر سفر باشید.
بازرسی محفظه کنترل را به عنوان بخشی از همان بلیط تعمیر و نگهداری مانند بازرسی محرک تلقی کنید.
هر تعمیر را در واحد خاص ثبت کنید تا الگوهای تکرار شکست زودتر قابل مشاهده باشند.

هیچ یک از این مراحل نیاز به ابزار تخصصی ندارد. چیزی که آنها نیاز دارند یکپارچگی است، و امکاناتی که این رشته را حفظ می کنند، به طور مداوم خاموشی های برنامه ریزی نشده مرتبط با محرک را نسبت به مواردی که فقط به صورت واکنشی مداخله می کنند، گزارش می کنند.

سوالات متداول

Q1: شایع ترین دلیلی که یک محرک در اواسط ضربه متوقف می شود چیست؟

گشتاور ناکافی نسبت به الزامات واقعی گسست و گشتاور در حال اجرا سوپاپ، شایع ترین علت گزارش شده است، اغلب به این دلیل که اندازه اصلی شرایط فشار دیفرانسیل کامل را در نظر نمی گیرد.

Q2: هر چند وقت یکبار باید حاشیه گشتاور محرک مجدداً تأیید شود؟

تأیید مجدد در هنگام راه اندازی، دوباره در نقطه میانی عمر مورد انتظار، و پس از بازسازی داخلی شیر، یک پایه منطقی برای اکثر کاربردهای صنعتی است.

Q3: آیا می توان خطای جعبه کنترل را با خرابی محرک اشتباه گرفت؟

بله ترمینال های خورده یا رطوبت ورودی در محفظه می تواند باعث از دست دادن سیگنال متناوب شود که به نظر می رسد مشابه یک خطای محرک داخلی باشد، به همین دلیل است که سیم کشی و بازرسی محفظه باید قبل از هر تصمیمی برای تعویض محرک باشد.

Q4: آیا یک محرک بزرگتر همیشه انتخاب مطمئن تری نسبت به اندازه مورد نیاز محاسبه شده است؟

خیر. بزرگی بیش از حد به میل سوپاپ و کوپلینگ فشار غیرضروری می‌افزاید و می‌تواند دیسک یا نشیمنگاه گیر کرده را از نقطه توقف مورد نظر خود عبور دهد، که به جای جلوگیری از آن، آسیب مکانیکی را به دنبال دارد.

Q5: اولین علامت هشدار دهنده قابل اعتماد از تخریب محرک چیست؟

افزایش قابل اندازه‌گیری در زمان تمام ضربه در مقایسه با خط پایه راه‌اندازی ثبت‌شده، معمولاً اولین شاخص قابل اعتماد است که خیلی قبل از شروع سفرهای حرارتی یا توقف ظاهر می‌شود.