化学処理施設におけるボールバルブ、バタフライバルブ、プラグバルブは、結晶化した媒体、固形堆積物、経年劣化したシール、または長期間の非稼働により、操作が困難になることがあります。電動アクチュエータがバルブ停止後もトルクをかけ続けると、バルブステム、シート、ギアボックス、モーターが過剰な機械的負荷にさらされる可能性があります。
したがって、化学プラント用バルブアクチュエータの選定には、公称バルブサイズを合わせる以上の検討が必要です。技術者は、バルブのトルク、プロセス条件、稼働頻度、および過トルク保護の必要性を評価する必要があります。
化学媒体は、粘性、腐食性、粒子含有、または結晶化しやすい性質を持つことがあります。温度変化も、バルブ本体、ステム、およびシーリング材の異なるレベルの膨張を引き起こす可能性があります。
バルブ固着の一般的な原因は次のとおりです。
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バルブシートに異物が挟まった場合。
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固形堆積物または結晶化したプロセス媒体。
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膨張、経年劣化した、または損傷したシール。
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長期間の非稼働後の高いブレークアウェイ・トルク。
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バルブを横切る差圧の変化。
これらの条件により、実際の作動トルクが元の設計値を超えることがあります。したがって、バルブ径のみでアクチュエータを選定すると、トルク不足または不必要に大型の駆動システムにつながる可能性があります。
過トルク保護を備えた電動アクチュエータは、出力トルクが設定された臨界値に達したときに応答できます。バルブが異物や機械的な故障により固着した場合、保護機構はアクチュエータがバルブに負荷をかけ続けることを許さず、モーター回路を遮断します。
この機能は、バルブステム、シート、およびアクチュエータのギアへの長時間のストレスを制限するのに役立ちます。障害物を除去したり、予防保守を代替したりするものではありませんが、アクチュエータが停止したバルブに対して繰り返し駆動するのを防ぐことができます。
保護しきい値は、通常のバルブ作動に必要なトルクを下回らないように設定する必要があります。低すぎる設定は意図しないトリップを引き起こす可能性があり、高すぎる設定は不十分な機械的保護を提供する可能性があります。
バルブメーカーの最大作動トルクまたはブレークアウェイ・トルクは、プロセス媒体、差圧、温度、および作動サイクルと合わせて検討する必要があります。DCLのドキュメントでは、バルブ試験トルクの約1.1～1.3倍のアクチュエータサイジング余裕を推奨しています。これは、アプリケーション固有のトルク計算の代替ではなく、選定の参照として使用されます。
化学プラントのすべての場所が危険場所に分類されているわけではありません。可燃性ガスまたは蒸気が存在する可能性のある場所では、技術者は必要なクラス、区分、グループ、および温度コードを確認する必要があります。
DCLの防爆型電動アクチュエータは、クラスI、区分1、グループCおよびD、T5/T6、およびクラスI、ゾーン1、AEx db IIC T5/T6 Gbなどの定格を備えています。このシリーズはIP68のエンクロージャー定格と、-25℃から+55℃の周囲温度範囲を備えています。
確認済みの非危険場所にある屋外ユーティリティシステムの場合、耐候性電動アクチュエータが適切である場合があります。DCLの耐候性シリーズは標準でIP67定格であり、IP68はオプションで利用可能です。侵入保護定格は、危険場所認証の代替にはなりません。
隔離バルブは一般的にオン/オフ操作が必要です。流量、圧力、または温度を調整するために使用されるバルブは、アナログ位置制御を備えたモジュレーションアクチュエータを必要とする場合があります。
DCLのモジュレーション構成は、4～20mA、1～5VDC、または2～10VDCの入力信号を受け入れ、4～20mAの位置フィードバックを提供します。Modbus通信、過トルク保護、および結露防止ヒーターは、選択された構成で利用可能であり、モデル選定中に指定する必要があります。
DCLの防爆型シリーズは、危険場所のクォーターターンバルブ向けに、標準で50～3000Nmの出力トルクを提供します。耐候性シリーズは、非危険場所の屋外配管および補助プロセスシステム向けに、標準で16～3000Nmの出力トルクをカバーします。
実用的な選定プロセスでは、場所の分類、最大バルブトルク、サイジング余裕、作動時間、電源、制御信号、およびオプションの保護機能をすべて確認する必要があります。過トルク保護は、適切なアクチュエータサイジング、適切なバルブメンテナンス、およびトルクトリップに対する定義された応答と組み合わせた場合に最も効果的です。