← Zurück zu Ventile und Aktoren

Erzielen einer optimalen Zuverlässigkeit der Ventilbetätigung

Für die optimale Steuerung vieler Prozesse ist es entscheidend, dass ein Ventil eine bestimmte Position erreicht. Die Bewegung von einer Position zur anderen wird durch den Stellantrieb des Ventils bestimmt, eine Art Antrieb, der für das Bewegen oder Steuern verantwortlich ist.

Für sicherheitskritische Anwendungen ist die Betätigung des Ventils (die Fähigkeit des Systems, das Ventil in Abhängigkeit von der Anforderung in einen sicheren Zustand zu versetzen) von grundlegender Bedeutung, ebenso wie die Zuverlässigkeit der Ventilbetätigung.

Von Richard Harvey von IMI Precision Engineering

Von Richard Harvey von IMI Precision Engineering

Von Richard Harvey von IMI Precision Engineering

Pneumatische oder hydraulische Stellglieder sind ein bewährtes Mittel zum Steuern solcher Ventile, und diese hydraulischen Stellantriebe werden wiederum überwiegend unter Verwendung eines elektromagnetischen Magnetventils betätigt. Viele Solenoide arbeiten in Systemen, die für viele Jahre in einer Position bleiben können, mit einer Gesamtlebensdauer von Jahrzehnten.

Sie werden häufig in Systemen eingesetzt, die Sicherheit gewährleisten, z. B. zum Absperren, Freigeben oder Verteilen von Flüssigkeiten. Daher ist ihre Zuverlässigkeit von größter Wichtigkeit. Unter diesen Umständen kann ein Fehler bei der Betätigung katastrophale Folgen haben, so dass die Zuverlässigkeit nicht verhandelbar ist.

Magnetventile haben viele Vorteile. Sie sind flexibel und werden in vielen Ausführungen mit verschiedenen Anschlüssen und Fluidwegen hergestellt. Bei sachgemäßer Auswahl und Verwendung können sie unter extremen Bedingungen, langer Lebensdauer und kompaktem Design sicher schalten, zuverlässig, langlebig und widerstandsfähig sein.

In der Vergangenheit wurden sie jedoch häufig als Schwachstelle in der endgültigen Elementmontage gesehen, da sie häufig auf der Grundlage von Kosten und nicht von Design ausgewählt werden.

Magnetventile müssen für die Umgebung, in der das Ventil betätigt geeignet sein. Das Ventil muss in der Lage sein, um Korrosion, Staub, Wasser und andere Umwelt Aggression, seit vielen Jahren widerstehen und müssen geeignete Ex-Bereich und die Sicherheitsbescheinigung haben.

Aber welche Eigenschaften und Zustände sind erforderlich, einen optimalen Betrieb zu erreichen? Die Antwort liegt in einer Kombination von Einheit Design und die Verwaltung der Betriebskräfte, wie wir sehen werden.

Kräfte, die in Magnetventilen wirken

Ideale Voraussetzungen für optimale Zuverlässigkeit der Ventilbetätigung

Die Zuverlässigkeit oder sonstwie eines Magnetventils wird durch die Kräfte in ihm wirkenden weitgehend vorgegeben. Der Chef unter diesen sind die Kräfte des magnetischen Flusses, Remanenz, Reibung und Federkraft.

Für ein Magnetventil zuverlässig zu sein, die optimalen Faktoren, wenn es schließt, und solche, die ganz andere während des Öffnens, sind ideal. Die idealen Parameter für die Schließung sind eine hohe Reibungskraft-Verhältnis (FFR), dh geringe innere Reibung und eine hohe Rückfederkraft und eine niedrige Rate gefährlicher Ausfälle.

Beim Öffnen sind die idealen Voraussetzungen:

  • Geringe innere Reibung,
  • Hohe magnetische Fluss Federkraft-Verhältnis und
  • Eine niedrige sichere Ausfallrate.

Verständlicherweise sind diese Parameter nicht immer ohne Anstrengung und sorgfältige Gestaltung erreicht.

Gefährliche Ausfälle

Ein gefährlicher Fehler ist einer, der verhindert, dass das Magnetventil bei Bedarf seine Sicherheitsfunktion bei Bedarf ausführt. Diese Art von Versagen tritt häufig auf, weil Reibung und Haftreibung im Laufe der Zeit zugenommen haben.

Die Last, die das Ventil in der offenen Position hält, steigt bis zu dem Punkt, an dem die Federkraft nicht mehr ausreicht, um das Ventil zu schließen. Ein gefährlicher Ausfall tritt auf, wenn Federkraft <Reibung + Remanenz.

Um die Leistung gegen gefährliche Ausfälle zu verbessern, ist es notwendig, die Reibungskraft Ratio (FFR) zu verbessern. Dies ist das Verhältnis der Federkraft der Reibung und Remanenz innerhalb des Ventils.

Die folgenden Schritte können die FFR verbessern:

  • Reduzieren die Reibung in das Ventil durch die Anzahl von dynamischen Dichtungen zu minimieren. Dynamische Dichtungen Reibung dem Entwurf hinzufügen, damit ein Tellerventil mit eher als Schieberventil die in Herent Reibung verringert
  • Erhöhen Sie die Federkraft. Dies erfordert eine verbesserte magnetische Fluss, so dass der magnetische Wirkungsgrad als die Kraft typischerweise durch die SPS-Ausgangskarte begrenzt verfügbar verbessert werden muss
Gefährliche Ausfallrate verbessern

Sicher Ausfälle

In sicherheitsrelevanten Systemen ist es wichtig, regelmäßig alle endgültigen Elemente zu testen, um zu beweisen, dass die Sicherheitsfunktion mit der erforderlichen Leistung arbeitet. Dies bedeutet, dass das Magnetventil zusätzlich zum Stellglied und Prozessventil getestet werden muss.

Sichere Ausfälle sind das größte Problem, wenn Magnetventile getestet werden. Es gibt zwei Arten von Sicherheitsfehlern: die falsche Auslösung (die während des normalen Betriebs auftritt); und der Fehler, bei Bedarf zu arbeiten, was eine Fehlauslösung während des Partial Stroke Testing (PST) verursacht.

Ein Beispiel einer Fehlauslösung könnte sein, wo die Magnetspule durchbrennt, ist ein Verlust des magnetischen Flusses und damit die Prozessventil schließt.

Die sichere Ausfallrate wird verbessert, wenn Burn-out verhindert werden kann, wobei in diesem Fall gilt Folgendes kann:

  • Reduzieren Sie die Bandlauftemperatur.
  • Stellen Sie sicher, effizient Wärmeableitung.
  • Kernrohre verringern die Kühlleistung, so ein integrierter Kern Anker und Spulenaufbau kann auch helfen.

Die zweite Art von Sicherheitsfehlern besteht darin, dass Ventile bei Bedarf nicht öffnen können, was als Einzugsfehler bezeichnet werden kann. Im Laufe der Zeit kann eine Kabelschädigung oder -korrosion zu einer Erhöhung des Widerstandes führen, was anschließend zu einer verringerten Spannung an der Spule des Magnetventils führt.

Unter diesen Umständen kann die Spannung unter die erforderliche Einzugsspannung des Solenoids fallen. Während eines PST ist die Magnetspule stromlos und wird am Ende des Tests wieder eingeschaltet. Während jedoch die Spulenspannung ausreichte, um das Ventil in der offenen Position zu halten, reicht es nicht aus, das Ventil aus seiner geschlossenen Position herauszuziehen (wieder zu öffnen).

Dadurch schließt sich das Prozessventil vollständig und es kommt zu einer unbeabsichtigten Auslösung. Dies kann vermieden werden, indem die Spulenspannung vor Beginn eines Partial-Stroke-Tests überprüft wird.

Ein Weg, um die Fehlerraten zu verbessern, besteht darin, den magnetischen Fluss zu verbessern, da dies einen höheren Flussrand über die Federkraft ermöglicht. Glücklicherweise gibt es mehrere Möglichkeiten, den optimalen magnetischen Fluss zu fördern. Die meisten Magnetventile verwenden eine nasse Ankeranordnung, bei der die inneren magnetischen Komponenten den Instrumentenmedien ausgesetzt sind. Daher muss ein korrosionsbeständiges Material verwendet werden.

Leider reduzieren so hartmagnetischen Materialien die maximale magnetische Fluss und erhöhen Remanenz. Im Gegensatz dazu ist ein Trockenarmatur, wobei die magnetischen Komponenten von den Instrumenten Medien isoliert werden, können für weichmagnetische Materialien verwendet werden, die zeigen maximale magnetische Fluss und reduziert Remanenz erhöht.

Bei der Suche nach Magnetfluss zu verbessern, das Kerndesign, und insbesondere die Magnetpfadintegrität, sollten ebenfalls berücksichtigt werden. Eine Kernrohrkonstruktion Lecks Magnetfluss, da Luftspalte zwischen der Spule und der Röhre sind, während ein integriertes Design Flussstärke maximiert.

Verbesserung sicherer Ausfälle

Anwendungen

Um es zusammenzufassen, die Optimierung der Magnetventilkonstruktion und insbesondere eine zuverlässige Betätigung, ist absolut entscheidend, gute Ergebnisse zu gewährleisten, sowohl in PST (wo es die Diagnoseabdeckung maximiert und minimiert Fehlauslösungen) und in der täglichen Anwendung. In der Tat ist es in der täglichen Anwendung, die eine zuverlässige Betätigung wird am wichtigsten ist, die Gewährleistung der Sicherheit, Effizienz, Produktqualität und Produktivität.

IMI Precision Engineering von Norgren in 2015 umfirmiert.

Prozessindustrie Informer

Weitere Nachrichten

Hinterlasse einen Kommentar

Deine Email-Adresse wird nicht veröffentlicht. erforderliche Felder sind markiert *

Diese Seite verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahren Sie, wie Ihre Kommentardaten verarbeitet werden.