Betriebs- und Wartungshandbuch für die Reparatur pneumatischer Steuerventile

Betriebs- und Wartungshandbuch für die Reparatur pneumatischer Steuerventile

1. Allgemeine Bestimmungen
1.1 Hauptinhalt: Dieses Reparatur-, Betriebs- und Wartungshandbuch beschreibt die tägliche Wartung, Fehlerbehebung, Sicherheitsvorkehrungen sowie spezifische technische Anforderungen und Implementierungsschritte für pneumatische Steuerventile, die in der Linie verwendet werden. Es enthält auch Hinweise, die für andere Arten von Regelventilen herangezogen werden können.
1.2 Grundaufbau: Das pneumatische Steuerventil besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem pneumatischen Membranantrieb und den Ventilkörperteilen. Der Aktuator besteht aus der oberen und unteren Membranabdeckung, der gewellten Membran, der Wanne, der Halterung, der Schubstange, der Feder, den Einstellkomponenten und anderen Teilen. Der Ventilkörperteil besteht aus Ventilkörper, Ventilkern, Ventilsitz, Ventilschaft, Flanschen und anderen Komponenten.
1.3 Funktionsprinzip des pneumatischen Steuerventils: Wenn der Signaldruck in die Membranluftkammer eingespeist wird, wird ein Schub auf die gewellte Membran erzeugt, der die Schubstange bewegt und die Feder zusammendrückt, bis die Kraft der Feder den Schub ausgleicht. Die Bewegung der Schubstange entspricht dem Hub des pneumatischen Antriebs. Es gibt zwei Arten von Aktuator-Aktionsmodi:
- Direkte Wirkung: Bei steigendem Signaldruck bewegt sich die Schubstange nach unten.
- Rückwärtswirkung: Wenn der Signaldruck ansteigt, bewegt sich die Stößelstange nach oben.
1.4 Arten von Regelventilen: Aufgrund ihrer Bauform können Regelventile in folgende Kategorien eingeteilt werden:
- Durchgangs-Einsitzventil
- Durchgangsdoppelsitzventil
- Eckventil
- Dreiwegeventil
- Membranventil
- Absperrklappe
1.5 Geltungsbereich: Dieses Reparatur-, Betriebs- und Wartungshandbuch gilt für das gesamte Instrumentenpersonal in der Instrumentierungswerkstatt der Elektro- und Instrumentierungsabteilung.

2. Zweck der Reparatur
Der Zweck der Reparatur besteht darin, sicherzustellen, dass das Steuerventil in einem guten Betriebszustand ist, keine inneren Leckagen aufweist, nicht festsitzt und sich reibungslos und flexibel öffnen und schließen lässt. Alle Verbindungspunkte sollten leckagefrei sein, damit das Ventil das Medium in der Rohrleitung und im Gerät an jeder Position effektiv regulieren und steuern kann. Dies gewährleistet den stabilen Ablauf des Produktionsprozesses.

3. Vorbereitungen vor der Reparatur
3.1 Personalaufteilung:
1. Reparaturleiter: Anhand der Fehlersymptome der Gerätekomponenten legt der Reparaturleiter die Reparaturaufgaben fest, stellt die Reparaturqualität sicher und bestätigt, ob die Ersatzteile von akzeptabler Qualität sind. Die Ersatz-Ventilstellungsregler und andere Komponenten müssen für die jeweilige Steuerstellung geeignet sein. Der Reparaturleiter ist dafür verantwortlich, dass das reparierte oder ausgetauschte Ventil in optimalem Zustand ist und die Reparaturarbeiten qualitativ hochwertig und termingerecht abgeschlossen werden.
2. Sicherheitsleiter: Der Sicherheitsleiter ist dafür verantwortlich, die Sicherheit während der Reparaturarbeiten zu überwachen, sicherzustellen, dass die Sicherheitsmaßnahmen vollständig umgesetzt werden, die Schutzausrüstung bereit ist und ordnungsgemäß getragen wird, und den Reparaturleiter an die Sicherheitsvorkehrungen während des Reparaturvorgangs zu erinnern. Der Sicherheitsleiter sorgt dafür, dass die Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, damit die Reparaturarbeiten sicher und reibungslos durchgeführt werden können.
3.2 Arbeitszeit: [Die spezifische Arbeitszeit sollte basierend auf der tatsächlichen Situation hinzugefügt werden.]
3.3 Reparaturwerkzeuge:
- 2 Rollgabelschlüssel (12 Zoll)
- Zange
- Schraubendreher
- Isolierband
- Feines Schleifpapier
- Signalgenerator
3.4 Ersatzteile reparieren:
- Steuerventil
- Ventilpositionierer
- Membran
- Frühling
- Zugehöriges Zubehör
3.5 Erforderliche Dokumentation:
- Reparaturbenachrichtigung
- Aufgabenliste reparieren
- Prozessübergabeblatt (basierend auf der Ist-Situation)
- Zertifikat zum Arbeiten in der Höhe (falls zutreffend)

4. Anforderungen während des Reparaturvorgangs:
4.1 Ersatzteilvorbereitung:
Stellen Sie sicher, dass die benötigten Ersatzteile verfügbar sind. Die Ersatzteile müssen den Spezifikationen, dem Modell, dem Material, dem Nenndruck und der Funktion (direkte oder umgekehrte Wirkung) des Steuerventils und seiner Komponenten entsprechen, die ausgetauscht oder repariert werden.
4.2 Werkzeugvorbereitung:
Stellen Sie sicher, dass alle Werkzeuge geeignet, in gutem Zustand und vollständig sind.
4.3 Dokumentation:
Stellen Sie sicher, dass alle erforderlichen Unterlagen vollständig sind. Die Arbeiten können nur nach Einholung der Genehmigung der Disponenten, Bediener und anderer relevanter Mitarbeiter fortgesetzt werden.
4.4 Bestätigung vor der Demontage:
Vergewissern Sie sich vor der Demontage des Regelventils oder seiner Komponenten, dass die Prozessaufbereitung ordnungsgemäß abgeschlossen wurde, und stellen Sie sicher, dass die Bediener anwesend sind, um den Standort zu überwachen.
4.5 Reparatur des Ventilstellungsreglers und seiner Komponenten:
Bei der Reparatur des Stellventil-Stellungsreglers oder anderer Komponenten muss der Bediener zunächst die vor- und nachgeschalteten Ventile des Stellventils dicht schließen. Nachdem der Bediener den Prozess mit Bypassventilen stabilisiert und bestätigt hat, dass die Prozessbedingungen stabil sind, sollte der Bediener zustimmen, und sowohl der Bediener als auch der Reparaturleiter müssen bestätigen, dass die Prozessbehandlung qualifiziert ist. Stellen Sie sicher, dass die Öffnungs- und Schließvorgänge des Steuerventils die Produktion nicht beeinträchtigen und dass kein Restmedium oder Druck im Ventil verbleibt, bevor Sie mit der Reparatur und Einstellung fortfahren.
4.6 Demontage des Steuerventils:
Tragen Sie vor der Demontage des Steuerventils geeignete Schutzausrüstung wie eine Gasmaske und Handschuhe. Lösen Sie zunächst die Verbindungsschrauben diagonal. Lösen Sie langsam den Flansch zwischen Ventilkörper und Rohrleitung, bis ein Spalt entsteht. Stellen Sie sicher, dass im Inneren des Ventils kein Mediumdruck mehr vorhanden ist, bevor Sie mit der Demontage fortfahren.
4.7 Installation des Steuerventils:
Achten Sie beim Einbau des Regelventils darauf, dass der Pfeil auf dem Ventilgehäuse mit der Richtung des Mediumflusses übereinstimmt. Beim Austausch von Ventilen mit kleinem Durchmesser und Gewindeanschlüssen müssen lösbare Anschlüsse verwendet werden. Das Steuerventil sollte sicher befestigt sein.
4.8 Kalibrierung des gewöhnlichen Stellungsreglers:
- Schließen Sie die Luftversorgung über einen Luftfilter und einen Regler an den Membranantrieb an. Passen Sie den Luftdruck an, um die Stößelstange des Aktuators in der Mitte seines vollen Hubs zu positionieren.
- Wenn sich die Schubstange in der Mitte ihres vollen Hubs befindet, stellen Sie den Stellungsregler so ein, dass die Rückführstange senkrecht zum Stellungsregler steht.
- Schließen Sie die Luftversorgung an den Eingang des Reglers und Filters des Stellungsreglers an und verbinden Sie den Ausgang des Stellungsreglers mit der Membrankammer.
- Geben Sie ein 4-mA-Signal ein und drehen Sie die Nullpunkt-Einstellschraube, um den Aktuator zu starten.
- Erhöhen Sie das Signal auf 20 mA, um den Aktuator vollständig auszufahren. Wenn der Hub nicht ausreicht, lösen Sie die Feststellschraube für die Hubeinstellung, stellen Sie die Feststellschraube ein und ziehen Sie sie dann fest.
- Wiederholt justieren, bis die Endpunkte des Aktuators im zulässigen Fehlerbereich liegen.
4.9 Kalibrierung des intelligenten Stellungsreglers:
- Stellen Sie das Eingangssignal für den AVP (Stellungsregler) auf DC 18±1mA ein.
- Drehen Sie mit einem Schlitzschraubendreher die Null-zu-Vollskalen-Einstellschraube im Uhrzeigersinn, bis sie sich nicht mehr drehen lässt (90°).
- Halten Sie diese Position, bis das Ventil zu arbeiten beginnt (ca. 3 Sekunden), und starten Sie dann das automatische Setup-Programm.
- Das Ventil bewegt sich zweimal von vollständig geschlossen zu vollständig geöffnet, stoppt dann in der 50 %-Position und bleibt dort 3 Minuten lang.
- Ändern Sie das Eingangssignal, um zu bestätigen, dass die automatische Einrichtung abgeschlossen ist. Der gesamte Vorgang dauert etwa 3 Minuten.
- Wenn das Eingangssignal während des automatischen Setups unter 4 mA fällt, schlägt der Vorgang fehl und muss neu gestartet werden. Halten Sie nach Abschluss der automatischen Einrichtung mindestens 30 Sekunden lang ein Signal von mindestens 4 mA aufrecht, um sicherzustellen, dass die Daten und Parameter im EEPROM des AVP gespeichert werden.
4.10 Inspektion während der Ventildemontage:
Achten Sie besonders auf Anzeichen von Korrosion oder Verschleiß am Ventilkörper, Ventilsitz, Ventilkern (oder Schaft) und anderen Komponenten. Überprüfen Sie die Membran oder die O-Ringe im Stellantrieb auf Alterung oder Beschädigung. Überprüfen Sie die Dichtheit der Verpackung und anderer Zubehörteile. Ersetzen Sie stark beschädigte Teile.
4.11 Überprüfung nach der Kalibrierung:
Stellen Sie nach der Kalibrierung des Steuerventils sicher, dass die Skala und die Ventilpositionsanzeige bei allen Ventilöffnungen konsistent sind.

5. Qualitätsanforderungen an die Reparatur:
- Das reparierte oder ausgetauschte Steuerventil und Zubehör sollten gemäß den ordnungsgemäßen Standards installiert und sicher befestigt werden.
- An allen Anschlüssen dürfen keine Undichtigkeiten vorhanden sein.
- Das Ventil sollte reibungslos, flexibel und stabil funktionieren.
- Nullpunkte und Bereichseinstellungen sollten den betrieblichen Anforderungen entsprechen und die Anzeige sollte genau sein.
- Die Ersatzteile sollten vollständig sein, die Materialien sollten korrekt sein und alle Komponenten sollten sauber sein.
- Es sollten ordnungsgemäße Kalibrierungs- und Wartungsaufzeichnungen geführt und Abdichtungsmaßnahmen getroffen werden.

6. Anforderungen nach der Reparatur:
6.1 Site-Bereinigung:
Reinigen Sie die Baustelle nach Abschluss der Reparatur umgehend, um sicherzustellen, dass der Arbeitsbereich aufgeräumt ist und alle Materialien vorhanden sind.
6.2 Ventilprüfung nach der Reparatur:
Der Bediener sollte die vor- und nachgeschalteten Ventile öffnen und die Anschlüsse auf Undichtigkeiten prüfen. Das Steuerventil sollte voll funktionsfähig und betriebsbereit sein.

7. Tägliche Inspektion und Wartung:
7.1 Sichtprüfung:
- Überprüfen Sie das äußere Erscheinungsbild des Steuerventils auf Undichtigkeiten an den Anschlüssen, lose Komponenten oder fehlendes Zubehör.
7.2 Signalkabelprüfung:
- Überprüfen Sie die Signalkabel auf Lockerheit oder Verschleiß.
7.3 Prüfung auf Luftlecks:
- Überprüfen Sie den Zylinder oder Membrankopf auf Luftlecks und prüfen Sie, ob an den Gewindeanschlüssen Undichtigkeiten vorliegen.
7.4 Schmierung:
- Bewegliche Teile und Bolzen regelmäßig schmieren, um Korrosion vorzubeugen.
7.5 Kalibrierung und Inspektion:
- Führen Sie bei jeder Gelegenheit eine Kalibrierung und Inspektion durch.
7.6 Schutzrohrinspektion:
- Überprüfen Sie die Unversehrtheit der Schutzrohre und stellen Sie sicher, dass die wasserdichten Maßnahmen an den Kabeleinführungspunkten intakt sind.
7.7 Wartung des Stellungsreglers:
- Überprüfen Sie den Luftversorgungsfilter und die Reglermembran des Ventilstellungsreglers auf Sauberkeit. Entleeren Sie den Luftversorgungskugelhahn und die Luftversorgungsleitung alle sechs Monate.
7.8 Manometerprüfung:
- Stellen Sie sicher, dass die Luftdruckmesser ordnungsgemäß funktionieren und genaue Messwerte liefern.

8. Fehlerbehebung
(1) Erosion des Ventilkörpers
Mögliche Ursachen:
- ① Hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit
- ② Vorhandensein von Partikeln in der Flüssigkeit
- ③ Kavitation und Flashing
Behandlungsmethoden:
- ① Vergrößern Sie die Innenteile des Ventilkörpers, um die Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu verringern
- ② Ändern Sie den Ventilkörper in ein stromlinienförmiges Design, um den Einfluss der Flüssigkeit zu reduzieren
- ③ Für den Ventilkörper Materialien mit erhöhter Härte verwenden
- ④ Ändern Sie die interne Ventilstruktur, um die Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu verringern
- ⑤ Verhindern Sie Kavitation, indem Sie ein Ventil verwenden, das für die Rückgewinnung bei niedrigem Druck ausgelegt ist
- ⑥ Schweißnahtreparatur mit Edelstahlwerkstoffen
(2) Erosion der Ventilinnenteile
Mögliche Ursachen:
- ① Hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit
- ② Vorhandensein von Partikeln in der Flüssigkeit
- ③ Kavitation und Flashing
Behandlungsmethoden:
- ① Erhöhen Sie die Größe des Ventils oder der Ventilinnenteile, um die Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu verringern
- ② Härtere Ventileinbauten verwenden
- ③ Ändern Sie die innere Struktur des Ventils, um die Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu verringern
- ④ Vermeiden Sie Kavitation durch den Einsatz speziell dafür vorgesehener Ventile und Ventileinbauten
- ⑤ Verwenden Sie ein stromlinienförmiges Design, um Stöße zu verhindern
(3) Leckage zwischen Ventilkegel und Sitz
Mögliche Ursachen:
- ① Schlechter Zustand des Ventilkegels oder der Sitzfläche (Verschleiß, Korrosion)
- ② Unzureichende Antriebskraft
- ③ Korrosion oder Lockerung des Ventilsitzgewindes
Behandlungsmethoden:
- ① Verbesserung der Kontaktflächen (Dichtflächen)
- ② Passen Sie die Verbindungshalterung zwischen Stellantrieb und Ventilschaft an
- ③ Ziehen Sie den Ventilkegel oder -sitz fest oder reparieren/ersetzen Sie ihn

Zu den weiteren Problemen, die während der routinemäßigen Wartung überprüft werden müssen, gehören:
- Undichtigkeit zwischen Sitzring und Ventilkörper
- Undichtigkeit der Packung
- Undichtigkeit zwischen oberem Ventildeckel und Ventilgehäuse
- Trennung oder Bruch des Ventilschafts
- Ventil erreicht seinen Nennhub nicht
- Langsamer oder träger Ventilbetrieb oder -bewegung

9. Sicherheitsvorkehrungen während der Reparatur
9.1 Arbeitsbedingungen:
- Stellen Sie sicher, dass die richtigen Arbeitsbedingungen herrschen: Die Luftzufuhr muss trocken, ölfrei, staubfrei und sauber sein.
9.2 Mediumtemperatur:
- Stellen Sie sicher, dass die Mediumstemperatur innerhalb des Betriebsbereichs des Regelventils liegt, insbesondere für Hochdruckregelventil.
9.3 Strömungsrichtung und Druckdifferenz:
- Wählen Sie die richtige Durchflussrichtung und überprüfen Sie die Druckdifferenz vor und nach dem Gerät.
9.4 Freigabe zur Reparatur:
- Das Instrumentierungspersonal muss die Genehmigung der Betreiber einholen und alle erforderlichen Unterlagen ausfüllen, bevor es mit der Reparatur oder Kalibrierung des Steuerventils fortfährt.
9.5 Demontage und Inspektion:
- Stellen Sie bei der Demontage des Ventilkörpers zur Inspektion sicher, dass die Bediener vor Beginn der Demontage bestätigen, dass die vor- und nachgeschalteten Absperrventile geschlossen sind.

10. Häufige Fehler
10.1 Ein Pneumatikventil schließt während des Betriebs nicht vollständig:
Mögliche Ursachen:
- ① Starker Verschleiß zwischen Ventilkegel und Sitz
- ② Leckage in der Antriebsmembran
- ③ Fremdkörper stecken zwischen Ventilkegel und Sitz fest
- ④ Übermäßiger Druckunterschied am Ventil
- ⑤ Zu große Vorspannung der Nullpunktfeder
- ⑥ Der Stellungsreglerausgang kann den Maximalwert nicht erreichen
- ⑦ Der Ventilschaft ist zu kurz
10.2 Auswirkung der Trennung der Rückführungsstange im Stellungsregler und Ventilschaft:
Wenn die Rückkopplungsstange, die den Stellungsregler mit der Ventilspindel verbindet, getrennt wird, verliert der Stellungsregler seine Rückmeldung und verhält sich wie ein pneumatischer Verstärker mit hoher Verstärkung.
- Wenn es sich bei dem Stellungsregler um einen **direktwirkenden** Typ handelt, erhöht sich bei steigendem Signal auch die Leistung und die Ventilspindel läuft auf ihre maximale Leistung.
- Wenn es sich um einen Stellungsregler mit umgekehrter Wirkungsweise handelt, fällt der Ausgang auf Null.
10.3 Funktionen des Stellungsreglers:
Der Ventilstellungsregler hat mehrere Funktionen:
- ① Verbessert die statischen Eigenschaften des Steuerventils und erhöht die Linearität der Ventilposition.
- ② Verbessert die dynamischen Eigenschaften des Steuerventils und reduziert die Signalübertragungsverzögerung.
- ③ Ändert die Durchflusscharakteristik des Steuerventils.
- ④ Passt den Ansprechbereich des Ventils an den Signaldruck an und ermöglicht so eine Segmentsteuerung.
- ⑤ Kehrt bei Bedarf die Funktion des Ventils um.