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Process Control Valves - Faire le bon choix

Les vannes de contrôle de processus modernes offrent un large éventail de fonctionnalités et d'avantages aux industries qui exigent un contrôle précis des fluides, de la vapeur et des autres gaz. Avec autant de vannes de régulation sur le marché, il est important d’établir les caractéristiques qui fourniront la conception la plus économique pour une application particulière.

Par Ian Webster, responsable du secteur traitement des déchets chez Bürkert

Ian Webster, responsable du secteur du traitement hygiénique chez Bürkert

Par Ian Webster, responsable du secteur traitement des déchets chez Bürkert

Ian Webster, responsable de la division des procédés de traitement hygiénique chez Bürkert, examine quelques-uns des différenciateurs de base ainsi que certains développements récents en matière de conception.

Les vannes de régulation servent à gérer le débit d'un liquide ou d'un gaz et à contrôler à leur tour la température, la pression ou le niveau de liquide dans un processus.

En tant que telles, les vannes de régulation sont définies par la manière dont elles fonctionnent pour contrôler le débit et comprennent les vannes à soupape, les vannes à siège incliné, les membranes, les vannes quart de tour, les vannes à couteau et les vannes à aiguille, pour n'en nommer que quelques-unes.

Dans la plupart des cas, les corps de vanne sont en métal; en laiton, en acier forgé ou dans des applications hygiéniques en acier inoxydable 316.

Établissement des paramètres

Les actionneurs utilisent un système embarqué qui mesure la position de la vanne avec différents degrés de précision, en fonction de l'application. Un codeur numérique sans contact peut placer la vanne dans mille positions, ce qui la rend très précise, tandis que des mesures plus rudimentaires peuvent être appliquées à des conceptions moins sensibles.

L'un des principaux sujets de discussion lors de la spécification des vannes de régulation consiste à déterminer la taille de la vanne requise.

Bien souvent, les ingénieurs de procédé connaissent le diamètre du tuyau utilisé dans une application et il est tentant de le prendre comme caractéristique déterminante de la vanne de régulation. Les conditions de débit dans le système sont d'autant plus importantes que celles-ci déterminent la taille de l'orifice dans la vanne de régulation.

La pression de chaque côté de la vanne et le débit attendu sont des informations essentielles pour décider de la conception de la vanne.

Traiter Vannes de régulation

Améliorer l'efficacité

À l’intérieur du corps de la vanne, la conception de l’actionneur est principalement un modèle à piston ou à diaphragme. La conception du piston offre généralement une vanne plus petite et plus compacte qui est également plus légère et plus facile à manipuler que les conceptions à membrane.

Les actionneurs sont généralement fabriqués en acier inoxydable ou en polyphénolsulfure (PPS), un plastique résistant aux produits chimiques. L'actionneur est surmonté par la tête de commande ou le positionneur.

Les anciens positionneurs à commande pneumatique avaient un agencement de clapet / buse et fonctionnaient sous 3-15 psi. Ainsi, quel que soit l'état de la vanne, qu'elle soit ouverte ou quelque part entre les deux, le système rejetait toujours de l'air comprimé dans l'atmosphère.

L'air comprimé est un produit coûteux, nécessitant une énergie considérable pour être généré. Lorsqu'une chaîne de fabrication est équipée de plusieurs vannes de contrôle de processus qui se vident toutes dans l'atmosphère, cela peut entraîner un gaspillage considérable d'énergie.

Il est donc important d’établir non seulement la conception de vanne la plus appropriée, mais également une solution rentable tenant compte des coûts de fonctionnement annuels.

Les vannes électropneumatiques numériques modernes utilisant des micro-électrovannes pour contrôler l’air entrant et sortant de l’actionneur ont apporté des améliorations significatives aux opérateurs. Cette conception signifie que, même si la vanne est complètement ouverte, complètement fermée ou en régime permanent, elle ne consomme pas d’air. Ceci, ainsi que de nombreuses autres améliorations techniques, ont permis des avancées substantielles en termes d'économie et de précision.

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Dessins flexibles

Les sièges de vanne peuvent être interchangeables dans un corps de vanne standard, ce qui permet à la vanne de s'adapter plus précisément à la tuyauterie existante et au siège de vanne. Dans certains cas, cela peut être réalisé après l'installation de la vanne, ce qui permettrait de prendre en compte les modifications de processus sans remplacer l'ensemble de la vanne.

La sélection des matériaux d'étanchéité les plus appropriés est également une étape importante pour assurer un fonctionnement fiable. Les procédés à la vapeur utilisent normalement des joints métal sur métal, alors qu'un processus comprenant une étape de stérilisation peut nécessiter des joints résistants aux produits chimiques.

Après avoir installé une nouvelle vanne, son installation est maintenant relativement facile et prend beaucoup moins de temps. Les procédures d'étalonnage intégrées exécutent automatiquement les procédures de configuration initiales en mesurant l'air nécessaire à l'ouverture et à la fermeture de la vanne, la résistance des joints du piston sur la tige de la vanne et le temps de réponse de la vanne elle-même. Une fois terminé, la vanne est prête pour un fonctionnement normal.

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Améliorer la sécurité

Les vannes de régulation doivent être spécifiées de manière à fonctionner dans la plage% 40-85. Ainsi, si la vanne est configurée selon le réglage% 10, elle peut détecter que quelque chose s'est mal passé avec le système de contrôle et la meilleure marche à suivre consiste à fermer. la valve complètement.

Si la vanne est commandée dans une position inférieure ou égale à 10%, cela peut entraîner des vitesses de fluide ou de gaz très élevées, qui peuvent avoir des effets néfastes sur le système et engendrer un bruit considérable et des dommages sur la vanne elle-même.

La fonctionnalité de contrôle moderne peut offrir une solution qui agit en tant que dispositif de sécurité pour éviter d’endommager la tuyauterie et les composants du processus. En intégrant un mécanisme à sécurité intégrée, tout réglage de la position de la vanne en dessous d'un seuil prédéfini entraînera la fermeture complète de la vanne, évitant ainsi d'endommager le système environnant.

Les entrées de commande peuvent également inclure des circuits de sécurité pour garantir des conditions de fonctionnement sûres dans l'équipement de processus. Par exemple, si un panneau d'accès sur un navire contenant de la vapeur est ouvert, un commutateur de verrouillage s'ouvrira et la vanne contrôlant l'alimentation en vapeur du navire pourra être fermée automatiquement, ce qui contribuera à atténuer les risques.

Traiter Vannes de régulation

Améliorer la fiabilité

De nombreux environnements de contrôle de processus offrent des conditions moins qu'idéales pour une fiabilité à long terme. Les atmosphères chargées d'humidité, les produits chimiques corrosifs et les lavages réguliers ont tous la capacité de raccourcir la durée de vie d'une vanne de régulation de processus. L'une des faiblesses potentielles de l'actionneur est la chambre à ressort dans laquelle l'air atmosphérique est aspiré à chaque fois que la vanne fonctionne.

Une solution consiste à utiliser un air d’instrument propre pour reconstituer la chambre du ressort, empêchant ainsi toute contamination de pénétrer. Cela offre une protection contre la pénétration de contaminants en suspension dans l'air en détournant une petite quantité d'air de contrôle propre dans la tête de commande, en maintenant une légère pression positive, ce qui permet d'obtenir une solution simple et innovante. Cela empêche la corrosion des éléments internes et peut améliorer considérablement la fiabilité et la longévité dans certaines conditions de fonctionnement.

En fin de compte, le choix de la vanne de régulation de processus la plus appropriée peut être une tâche complexe, souvent mieux réalisée avec l'aide de connaissances expertes. Travailler directement avec des fabricants ou des distributeurs compétents permet d'optimiser les systèmes de contrôle de processus pour une fiabilité, une précision et une efficacité à long terme.

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