Prečo regulačný ventil nedokáže úplne zastaviť prietok?

Regulačný ventil je primárne navrhnutý na plynulú reguláciu prietoku média.

Jeho hlavnou úlohou je meniť prietokový prierez podľa požiadaviek riadiaceho systému.

To znamená, že ventil dokáže:

• zvyšovať alebo znižovať prietok,

• udržiavať požadovaný tlak,

• regulovať teplotu,

• stabilizovať technologický proces,

• reagovať na zmeny prevádzkových podmienok.

Nie každý regulačný ventil je však určený aj na úplné uzatvorenie potrubia.

Aj v zatvorenej polohe môže medzi uzatváracím prvkom a sedlom existovať malá netesnosť.

Dôležité je rozlišovať medzi schopnosťou regulovať prietok a požadovanou tesnosťou ventilu v zatvorenej polohe.

Aký je rozdiel medzi regulačným a uzatváracím ventilom?

Hoci môžu vyzerať podobne, ich hlavné funkcie sú odlišné.

To však neznamená, že regulačný ventil nikdy nedokáže zabezpečiť vysokú tesnosť.

Existujú regulačné ventily s mäkkým sedlom alebo špeciálnou konštrukciou, ktoré dosahujú veľmi nízku netesnosť.

Rozhodujúca je konkrétna konštrukcia a deklarovaná trieda tesnosti.

Čo znamená trieda tesnosti regulačného ventilu?

Pri regulačných ventiloch sa používajú triedy tesnosti, ktoré určujú prípustný únik média cez ventil v zatvorenej polohe za definovaných skúšobných podmienok.

Jednou z používaných noriem je IEC 60534-4.

V technických listoch sa možno stretnúť aj s klasifikáciou podľa ANSI/FCI 70-2.

Medzi známe triedy patria:

Jednotlivé triedy majú presne definované skúšobné postupy a kritériá. Nedajú sa preto vždy jednoducho porovnávať iba jedným percentom úniku.

Vyššia trieda tesnosti spravidla znamená prísnejšie požiadavky na uzatvorenie, ale ani označenie Class VI automaticky neznamená absolútne nulový únik za všetkých prevádzkových podmienok.

Pri výbere ventilu je preto potrebné určiť, aká netesnosť je pre danú aplikáciu prípustná.

Prečo môže ventil prepúšťať aj v zatvorenej polohe?

Príčin môže byť viacero.

1. Konštrukčne prípustná netesnosť

Niektoré regulačné ventily majú kovové sedlo a uzatvárací prvok.

Aj pri správnom zatvorení môže dochádzať k malému úniku, ktorý je v rámci deklarovanej triedy tesnosti.

V takom prípade nemusí ísť o poruchu.

2. Opotrebovanie sedla alebo uzatváracieho prvku

Dlhodobá prevádzka môže spôsobovať mechanické opotrebovanie.

Najmä pri médiách obsahujúcich pevné častice môže dochádzať k erózii tesniacich plôch.

Výsledkom môže byť postupné zvyšovanie netesnosti.

3. Nečistoty medzi sedlom a uzatváracím prvkom

Ak sa medzi tesniace plochy dostane pevná častica, ventil sa nemusí úplne uzatvoriť.

Problém sa môže objaviť napríklad pri technologickej vode, parných systémoch alebo médiách obsahujúcich mechanické nečistoty.

4. Nesprávne nastavený pohon

Ventil môže dostať povel na zatvorenie, ale pohon nemusí dosiahnuť správnu koncovú polohu alebo potrebnú uzatváraciu silu.

Príčinou môže byť nesprávne nastavenie zdvihu, polohovača alebo nedostatočný ovládací tlak.

5. Príliš vysoký diferenčný tlak

Každý ventil má definované prevádzkové limity.

Ak je diferenčný tlak vyšší, než na aký je ventil alebo jeho pohon navrhnutý, uzatvárací prvok nemusí dosiahnuť požadovanú tesnosť.

6. Poškodenie spôsobené kavitáciou alebo eróziou

Pri nevhodných prevádzkových podmienkach môže dochádzať k poškodeniu vnútorných častí ventilu.

Kavitácia, flashing alebo erozívne pôsobenie média môžu poškodiť sedlo a uzatvárací prvok.

Takéto poškodenie môže postupne zhoršovať schopnosť ventilu uzatvárať prietok.

Praktický príklad: ventil je zatvorený, ale tlak stále rastie

Predstavme si technologickú nádrž, do ktorej je privádzaná voda cez regulačný ventil.

Riadiaci systém vyšle povel na úplné zatvorenie ventilu.

Napriek tomu hladina v nádrži pomaly stúpa.

Obsluha môže predpokladať, že ventil je pokazený.

V skutočnosti však môže ísť o ventil s triedou tesnosti, ktorá pripúšťa určitý únik média.

Ak technologický proces vyžaduje úplné alebo veľmi tesné uzatvorenie prívodu, samotný regulačný ventil nemusí byť vhodným riešením.

V takom prípade sa môže použiť samostatný uzatvárací ventil.

Regulačný ventil zabezpečuje reguláciu procesu, zatiaľ čo uzatvárací ventil zabezpečuje požadovanú izoláciu média.

Dá sa použiť regulačný ventil aj na úplné uzatvorenie?

Áno, ak je na to vhodne navrhnutý.

Niektoré regulačné ventily sú konštruované tak, aby okrem regulácie poskytovali aj vysokú tesnosť v zatvorenej polohe.

Pri ich výbere je potrebné preveriť:

• požadovanú triedu tesnosti,

• maximálny diferenčný tlak pri uzatváraní,

• materiál sedla,

• teplotu a tlak média,

• chemickú kompatibilitu,

• uzatváraciu silu pohonu,

• prevádzkovú životnosť.

Pri aplikáciách, kde je uzatvorenie súčasťou bezpečnostnej funkcie, treba posudzovať aj príslušné bezpečnostné požiadavky a vhodnosť ventilu pre danú funkciu.

Ako zistiť, či ventil prepúšťa viac, než má?

Ak existuje podozrenie na nadmernú netesnosť, odporúčame preveriť niekoľko základných vecí.

1. Skontrolovať technický list ventilu

Overiť deklarovanú triedu tesnosti a skúšobné podmienky.

2. Overiť skutočnú polohu ventilu

Povel 0 % otvorenia nemusí automaticky znamenať, že uzatvárací prvok dosiahol správnu mechanickú koncovú polohu.

3. Skontrolovať pohon a polohovač

Preveriť nastavenie zdvihu, ovládací tlak a dostupnú uzatváraciu silu.

4. Posúdiť diferenčný tlak

Overiť, či ventil pracuje v povolených prevádzkových podmienkach.

5. Skontrolovať možné mechanické poškodenie

Ak ventil dlhodobo pracoval v náročných podmienkach, môže byť potrebná kontrola sedla a vnútorných častí.

6. Vykonať skúšku tesnosti

Ak je to potrebné, vykonať vhodnú skúšku podľa príslušnej normy a dokumentácie výrobcu.

Pri bezpečnostne významných aplikáciách musí skúšku vykonávať kvalifikovaný personál podľa schváleného postupu.

Kedy je vhodné použiť dva ventily?

V niektorých technologických aplikáciách je výhodné oddeliť funkciu regulácie od funkcie uzatvorenia.

Typickým riešením môže byť:

• regulačný ventil na plynulé riadenie prietoku,

• samostatný uzatvárací ventil na zastavenie prívodu média.

Takéto riešenie umožňuje optimalizovať každý ventil na jeho konkrétnu funkciu.

Používa sa napríklad pri technologických nádržiach, dávkovaní médií alebo systémoch, kde je potrebné spoľahlivé uzatvorenie prívodu.

Samotné použitie dvoch ventilov však automaticky nezaručuje bezpečnú izoláciu. Pri nebezpečných médiách a servisných zásahoch musí spôsob izolácie vychádzať z príslušného posúdenia rizika a prevádzkových predpisov.

Zapamätajte si

• Regulačný ventil je primárne určený na reguláciu prietoku, nie vždy na úplné uzatvorenie.

• Malá netesnosť v zatvorenej polohe nemusí znamenať poruchu.

• Rozhodujúca je deklarovaná trieda tesnosti ventilu.

• Regulačné ventily môžu dosahovať rôzne triedy tesnosti vrátane Class IV, V alebo VI.

• Netesnosť môže spôsobovať aj opotrebovanie, nečistoty alebo nesprávne nastavenie pohonu.

• Povel na zatvorenie neznamená automaticky dosiahnutie požadovanej tesnosti.

• Ak aplikácia vyžaduje spoľahlivú izoláciu média, môže byť potrebný samostatný uzatvárací ventil.

Záver

Ak regulačný ventil nedokáže úplne zastaviť prietok, nemusí to automaticky znamenať jeho poruchu.

Mnohé regulačné ventily sú navrhnuté tak, aby poskytovali presnú reguláciu, pričom v zatvorenej polohe pripúšťajú určitú netesnosť.

Rozhodujúca je konštrukcia ventilu, jeho trieda tesnosti a prevádzkové podmienky.

Pri výbere regulačného ventilu je preto dôležité určiť nielen požadovaný regulačný rozsah, ale aj to, akú tesnosť musí ventil dosiahnuť v zatvorenej polohe.

Spoločnosť REFLOW SK poskytuje riešenia v oblasti priemyselnej meracej a regulačnej techniky vrátane regulačných ventilov a súvisiacich komponentov automatizácie.

Pomôžeme vám s výberom vhodného regulačného ventilu podľa požadovaného prietoku, diferenčného tlaku, charakteru média a požiadaviek na tesnosť.