Solução de problemas e eliminação de dores de cabeça relacionadas às válvulas de controle

Uma válvula de controle oscilante pode parecer ser a fonte de instabilidade de controle e os esforços de reparo geralmente são concentrados apenas nela. Quando isto não resolve o problema, uma investigação mais aprofundada muitas vezes prova que o comportamento da válvula era apenas o sintoma de alguma outra condição. Este artigo discute técnicas de solução de problemas para ajudar o pessoal da fábrica a superar o óbvio e descobrir a verdadeira causa dos problemas de controle.

“Essa nova válvula de controle está funcionando de novo!” Palavras semelhantes foram proferidas por milhares de operadores de salas de controle em todo o mundo. A planta não está funcionando bem e os operadores identificam rapidamente o culpado: uma válvula de controle recentemente instalada e com mau comportamento. Pode estar andando de bicicleta, pode estar gritando, pode parecer que há pedras passando por ele, mas é definitivamente a causa.

Ou é? Ao solucionar problemas de controle, é importante manter a mente aberta e olhar além do óbvio. É da natureza humana culpar “a última coisa que mudou” por qualquer novo problema que ocorra. Embora o comportamento errático da válvula de controle possa ser a aparente fonte de preocupação, a verdadeira causa geralmente está localizada em outro lugar.

Os exemplos de aplicação a seguir ilustram esse ponto.

Válvula de controle gritante. Uma válvula de pulverização de alta pressão estava rangendo após alguns meses de serviço. A válvula foi puxada, verificada e parecia estar funcionando normalmente. Ao retornar ao serviço, os guinchos recomeçaram e a fábrica exigiu a substituição da “válvula defeituosa”.

O vendedor foi chamado para investigar. Uma pequena verificação indicou que a válvula estava sendo ciclada pelo sistema de controle entre 0% e 10% aberta a uma taxa de 250.000 vezes por ano. A taxa de ciclo muito alta com fluxos tão baixos e alta queda de pressão estava criando o problema. O ajuste da sintonia do loop e a aplicação de um pouco de contrapressão na válvula interromperam o ciclo e eliminaram os guinchos.

1. Uma válvula de reciclagem da bomba de água de alimentação da caldeira saltaria de 15% a 20% (mostrado pela linha verde) quando fosse aberta pela primeira vez. Isto criou grandes problemas de controle devido ao aumento dos fluxos. Cortesia: Emerson

Resposta da válvula saltitante. Uma válvula de reciclagem da bomba de água de alimentação da caldeira estava presa na sede durante a inicialização. Quando a válvula saísse da sede pela primeira vez, ela se abriria, criando problemas de controle devido ao fluxo descontrolado (Figura 1).

O fornecedor da válvula foi chamado para diagnosticar a válvula. Foram realizados diagnósticos e descobriu-se que a pressão de fornecimento de ar estava bem acima da especificação e quatro vezes mais alta do que a necessária para um assentamento adequado. Quando a válvula foi puxada para inspeção, os técnicos descobriram danos na sede e nos anéis da sede devido à força excessiva do atuador, que fez com que o obturador da válvula ficasse pendurado. Esses componentes foram substituídos, a pressão de fornecimento de ar foi reduzida e a válvula voltou a funcionar onde funcionou conforme o esperado.

2. A válvula de controle de nível/água de alimentação da caldeira oscilava constantemente. Nesta captura de tela, a linha laranja representa o nível da caldeira, a magenta mostra o fluxo da água de alimentação, o verde é o ponto de ajuste da água de alimentação e o azul indica o sinal da válvula de água de alimentação. Cortesia: Emerson

Nível infeliz da caldeira. Um sistema de controle da caldeira foi recentemente atualizado. Após um curto período de serviço, o controle de nível tornou-se cada vez mais errático (Figura 2). O integrador do sistema foi chamado para reajustar o controlador de nível da caldeira.

A oscilação repetitiva do fluxo de água de alimentação sugeria fortemente que a válvula de água de alimentação estava emperrada, então o engenheiro sugeriu que a planta verificasse a válvula de controle de água de alimentação. A válvula foi colocada em bypass, acariciada e testada, mas não foi encontrado nenhum travamento. O engenheiro e técnico de automação voltou e testou novamente a válvula, movimentando-a muito lentamente. A haste da válvula pendurou alguns por cento e de repente saltou. Em última análise, descobriu-se que a causa do ciclo era um componente desgastado no posicionador. A verificação original não conseguiu encontrar a causa porque a válvula foi movida em incrementos de 10%.

Comportamento estranho da válvula de controle. Uma nova válvula de controle agiria de forma irregular durante a operação, com fluxos aumentando e a válvula oscilando descontroladamente em resposta. Diagnósticos on-line foram executados na válvula e ajustes foram feitos no ajuste do posicionador, na pressão do ar fornecido e nos relés pneumáticos. Essas correções ajudaram, mas ainda assim as oscilações das válvulas permaneceram.