Le blocage des vannes et le couple de fonctionnement excessif sont des considérations importantes dans l’automatisation des processus chimiques. Les vannes à bille, les vannes papillon et autres vannes quart de tour peuvent subir des changements de résistance de fonctionnement en raison d'impuretés, de conditions mécaniques, de variations de pression ou de changements à l'intérieur de la vanne après un service prolongé.
Si un actionneur électrique est sélectionné sans tenir compte du couple réel de la vanne, des charges mécaniques anormales peuvent affecter à la fois la vanne et le mécanisme d'entraînement. Pour cette raison,Dimensionnement du couple de l'actionneur électriqueet la protection contre les surcouples doivent être évaluées ensemble lors de la sélection des actionneurs pour les systèmes de traitement chimique.
Pourquoi la taille de la vanne seule ne suffit pas pour la sélection de l'actionneur
Le diamètre nominal de la vanne est utile comme référence initiale, mais il ne détermine pas directement le couple de l'actionneur requis.
Selon la documentation produit DCL, les vannes de même type et de même taille nominale peuvent avoir des couples de fonctionnement différents en raison de la technologie de fabrication, du matériau de la vanne, du fluide de traitement, des conditions du site et des fluctuations de pression. La documentation recommande donc de sélectionner l'actionneur en fonction des données de couple réelles fournies par le fabricant de la vanne et d'appliquer une valeur approximative.Facteur de tolérance de couple de 1,1 à 1,3.
Pour les vannes à boisseau sphérique et les vannes papillon de l'industrie chimique, cette méthode de dimensionnement basée sur le couple constitue une base d'ingénierie plus utile que la sélection d'un actionneur uniquement en fonction de la taille DN.
Quels paramètres de couple doivent être vérifiés ?
Un processus de sélection pratique devrait prendre en compte :
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couple de fonctionnement normal de la vanne ;
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couple de décollage ou de démarrage ;
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pression et milieu de processus ;
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couple de sortie nominal de l'actionneur et couple maximal ;
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la nécessité d'une protection contre les surcouples.
La gamme d'actionneurs électriques antidéflagrants DCL couvre les modèles du DCL-Ex05 au DCL-Ex300, avec un couple de sortie standard d'environ50 Nm à 3 000 Nm. Le DCL-Ex300 fournit un couple de sortie standard de 3 000 Nm et un couple maximum spécifié de3900 Nm.
Cette gamme permet de sélectionner l'actionneur en fonction des exigences réelles de couple de la vanne plutôt que d'une seule taille standard.
Comment la protection contre les surcouples résout-elle le blocage des vannes ?
Les pipelines de produits chimiques peuvent transporter des fluides contenant des impuretés ou des corps étrangers. Dans certaines conditions de fonctionnement, cela peut augmenter la résistance de la vanne ou provoquer le blocage d'une vanne.
La documentation DCL décrit un outil facultatifFonction de protection contre les surcouples. Si la résistance de la vanne fait augmenter le couple de sortie de l'actionneur jusqu'à une valeur critique prédéfinie, le commutateur de couple peut déconnecter le circuit d'entraînement pour réduire le risque de charge anormale continue sur la vanne et l'actionneur.
Cette fonction peut donc être envisagée pour les applications où le blocage des vannes ou les augmentations inattendues du couple font partie de l'évaluation des risques opérationnels.
Cependant, la protection contre les surcouples ne doit pas remplacer le dimensionnement correct de l'actionneur. Un actionneur sous-dimensionné peut atteindre à plusieurs reprises son seuil de protection, tandis qu'un actionneur avec un couple inutilement élevé peut imposer une charge mécanique excessive sur la vanne dans des conditions anormales.
Les exigences relatives aux zones dangereuses doivent être vérifiées en même temps
Le couple n'est qu'un élément du choix des actionneurs dans une usine chimique. La classification des zones dangereuses peut être tout aussi importante.
La documentation de l'actionneur électrique antidéflagrant DCL répertorie la protection ATEX/IECEx, y comprisEx db h IIC T4 Go. Dans le cadre du système CSA, les classifications comprennentClasse I, Division 1, Groupes C et D T5/T6etClasse I, Zone 1, AEx db IIC T5/T6 Gb. La série antidéflagrante est spécifiée avec unBoîtier IP68et une plage de température ambiante de-25°C à +55°C.
Les ingénieurs doivent donc vérifier ensemble la classification des zones dangereuses, la portée de la certification, le couple, la protection du boîtier et les conditions ambiantes.
Les applications de modulation nécessitent également des performances de contrôle
Les processus chimiques qui régulent le débit, la pression, la température ou le niveau de liquide peuvent nécessiter un positionnement de vanne proportionnelle plutôt qu'un simple contrôle d'ouverture/fermeture.
Les actionneurs antidéflagrants modulants DCL type E/GEY acceptent4 à 20 mA CC, 1 à 5 V CC ou 2 à 10 V CCsignaux d'entrée et fournir4 à 20 mA CCrétroaction de position. L'erreur de base documentée n'est pas supérieure à±1%, alors que la répétition de l'erreur n'est rien de plus que1%.
Ces valeurs fournissent des critères mesurables lors de l'évaluation d'un actionneur pour une boucle de contrôle de processus.
Sélectionnez l'actionneur par conditions de fonctionnement complètes
La sélection des actionneurs électriques pour les vannes chimiques doit aller au-delà de la simple question « Quel couple est requis ? »
Une séquence plus complète est :couple réel de la vanne → tolérance de couple → risque de blocage → protection contre le surcouple → classification de zone dangereuse → signaux d'alimentation et de commande → conditions environnementales.
La gamme antidéflagrante DCL combineCouple de sortie standard de 50 à 3 000 Nm, protection IP68, protection contre les surcouples en option et options de contrôle modulant de 4 à 20 mA. Ces spécifications permettent de baser la sélection sur des exigences opérationnelles mesurables plutôt que sur des affirmations générales concernant les performances ou la fiabilité.