Explication des symptômes de défaillance des électrovannes : Causes courantes et solutions

Analyse des causes courantes de défaillance des électrovannes

Les causes profondes doivent être classées pour pouvoir réparer une vanne. Une analyse des causes les plus courantes de défaillance des électrovannes est généralement due à trois sources différentes : Les problèmes électriques, les blocages mécaniques et l'inadéquation des applications.

• Problèmes électriques : Les problèmes d'électricité sont généralement le premier suspect, mais pas toujours la cause. Une source d'alimentation instable est souvent une cause majeure, par exemple lorsqu'une bobine de 24 V est sous-évaluée et que seulement 18 V sont appliqués, les fluctuations de tension empêchent la bobine de développer une force électromagnétique suffisante pour vaincre le ressort et déplacer le plongeur. Outre les niveaux de tension, la bobine elle-même peut être affectée par des conditions environnementales externes ou des connexions électriques telles que l'intrusion d'humidité ou des pics de puissance inattendus. Dans d'autres cas, la vanne est en bonne santé, mais la défaillance se situe en amont, avec des relais défectueux, un câblage lâche ou des cartes de sortie PLC défectueuses, de sorte que le signal de commande n'arrive jamais jusqu'au composant.

• Obstructions mécaniques : Les causes les plus courantes de problèmes mécaniques sont généralement dues à des interférences physiques dans les tolérances serrées des composants de la vanne. Le principal ennemi de la vanne est la contamination, car la saleté, la rouille ou des morceaux de ruban de téflon peuvent facilement se coincer dans le trou pilote ou sous le diaphragme, et bloquer physiquement le mouvement. Les ressorts perdent de leur tension, les joints perdent de leur élasticité et, après des millions de cycles, les pièces sont lentes à fonctionner ou fuient continuellement.

• Non-concordance des applications : Ces défaillances ne sont pas dues au fait que la vanne est cassée, mais plutôt au fait qu'elle n'a pas été choisie en fonction de l'environnement de fonctionnement particulier. Une sélection correcte est cruciale. Un problème courant est l'incompatibilité des matériaux : les températures extrêmes font que les joints NBR standard deviennent durs et se fissurent, ou que les fluides corrosifs érodent les corps en laiton, ce qui entraîne une défaillance structurelle. En outre, les exigences en matière de pression sont également importantes ; les vannes pilotées dépendent de la pression du système pour fonctionner, de sorte qu'une pression différentielle trop élevée bloque une vanne en position fermée, et une pression différentielle trop faible n'ouvre pas une vanne lorsque la bobine est entièrement alimentée.

Guide rapide de dépannage

Le tableau ci-dessous présente les symptômes avec leurs causes profondes, les causes spécifiques et les mesures correctives requises.

Comment tester et diagnostiquer les dysfonctionnements des électrovannes ?

Le dépannage est un processus systématique. Il est coûteux et inefficace de remplacer des pièces au hasard. Un processus de diagnostic logique est utilisé pour isoler le problème, puis une clé est appliquée.

Étape 1 : Le test de la chaussée séparée (isoler la source de la défaillance)

Avant de déboulonner la vanne de la canalisation, il faut d'abord vérifier si elle est commandée et si elle peut répondre physiquement. Pour ce faire, il existe deux tests faciles à réaliser : le test de déclic (en actionnant le courant pour entendre l'impact mécanique de l'armature) et le test de champ magnétique (en ressentant l'attraction à l'aide d'un tournevis à proximité de la bobine sous tension).

Utilisez vos résultats pour guider vos actions. Lorsque le test ne produit aucun son et aucune attraction magnétique, le système est électriquement mort ; la bobine ne produit pas de champ et vous devez emprunter la voie électrique (étape 2). En revanche, lorsque vous constatez une forte attraction magnétique ou un déclic, mais que la valve ne déplace pas le fluide, l'électronique fonctionne correctement. Il s'agit d'un problème physique et vous devez emprunter la voie mécanique (étape 3).

Étape 2 : Voie A - Diagnostic des défaillances électriques (pas de clic ni de magnétisme)

Lorsque vous êtes sur cette voie, le problème se situe au niveau de l'alimentation électrique ou des enroulements des bobines. N'ouvrez pas encore le corps de vanne, ce serait une perte de temps.

• Vérification de la tension : Commencez par vérifier la tension entre les fils conducteurs au niveau du connecteur de la bobine à l'aide d'un multimètre. Lorsque vous lisez 0V, le problème est en amont, vérifiez la sortie de l'automate, les fusibles, les minuteries ou examinez le conduit pour voir si un fil n'est pas cassé. Lorsque la tension est faible (par exemple, une bobine de 24 V alimentée par 18 V), il se peut que la bobine ne produise pas une force magnétique suffisante pour surmonter la pression du ressort et soulever le plongeur. Dans ce cas, la tension de la sonde chute en raison d'un câble trop long ou de connexions de bornes mal serrées.

• Essai de résistance des bobines : Lorsqu'il n'y a pas de magnétisme mais qu'il y a une tension, déconnectez la bobine et mesurez sa résistance (Ohms). Une résistance infinie (OL) prouve que l'enroulement de la bobine est cassé (grillé) et doit être remplacé immédiatement. Une résistance nulle ou très faible signifie qu'il y a un court-circuit interne et qu'il faut le remplacer. Si la résistance est conforme aux spécifications du fabricant et qu'il n'y a pas de magnétisme, vérifiez la mise à la terre et assurez-vous que la bobine est correctement positionnée sur le tube de l'induit.

Étape 3 : Voie B - Diagnostic des défaillances mécaniques (en cas de cliquetis/magnétisme)

Lorsque vous êtes sur cette voie, mettez de côté le multimètre. La bobine fonctionne, mais la valve est physiquement bloquée ou incapable de contrôler la pression.

• Pression du système et contrôles de sécurité : Vérifier les conditions hydrauliques du système. Les vannes actionnées par des pilotes ont besoin d'une différence de pression minimale (Delta P) pour fonctionner. Lorsque la pression est faible, la membrane ne se soulève pas. Lorsque vous êtes sûr de vous, vous devez d'abord privilégier la sécurité : coupez l'alimentation en fluide et dépressurisez complètement la ligne avant d'essayer de la démonter.

• Inspection interne et nettoyage : Après avoir enlevé le chapeau, vérifiez l'état de l'intérieur du paysage. Ce petit trou de purge est souvent rempli de saleté ou de rouille, et le robinet ne fonctionnera pas s'il n'est pas soigneusement nettoyé à l'aide d'une aiguille fine. Inspectez ensuite l'armature et le plongeur pour voir s'il n'y a pas de sédiments ou de tartre qui limitent le mouvement, en nettoyant le tube. Enfin, vérifiez que les joints et les joints toriques ne sont pas gonflés ; un joint gonflé est incompatible avec le fluide et sert de sabot de frein aux composants mobiles ; il doit être remplacé par un matériau compatible.

Conseils de maintenance préventive pour éviter les défaillances futures

La maintenance a pour but d'éviter l'infarctus du myocarde. Il est beaucoup moins coûteux d'adopter une mesure préventive forte que d'entreprendre des réparations réactives. Pour ce faire, nous devons faire la distinction entre la maintenance active de la vanne elle-même et la protection stratégique de l'environnement du système.

La maintenance ne consiste pas seulement à réparer ce qui a été cassé, mais c'est l'art de garder un œil sur le bien-être de la vanne lorsqu'elle est en vie. En adhérant strictement à un programme d'implication active, vous pouvez détecter les modes de défaillance avant qu'ils ne mettent le système à genoux.

• Cyclisme périodique : Pour éviter le grippage mécanique, vous devez faire fonctionner la vanne même lorsqu'elle n'est pas nécessaire au processus. Les électrovannes qui sont laissées dans une position de non écoulement (soit toujours ouvertes, soit toujours fermées) pendant une longue période subissent le phénomène d'adhérence du joint, dans lequel la membrane en caoutchouc devient attachée au siège métallique, ou l'armature est remplie de dépôts de sédiments qui ressemblent à du béton. Nous suggérons vivement l'adoption d'un calendrier d'exercice du système dans lequel toutes les vannes inactives sont exercées au moins une fois par mois. Il s'agit d'une simple étape qui interfère avec la formation de sédiments et maintient les composants élastomères flexibles et prêts à être actionnés.

• Tests auditifs et thermiques : Les opérateurs sont censés considérer la salle des vannes comme un laboratoire de diagnostic et utiliser la vue, le son et le toucher pour identifier les anomalies. Une vanne peut indiquer une anomalie par une modification de sa signature acoustique, telle qu'un fort bourdonnement de courant alternatif, indiquant une fracture ou des débris sur la face polaire d'un anneau de déphasage, ou par un rayonnement thermique excessif, indiquant une surcharge de la bobine. Une bobine trop chaude au toucher ou une vanne qui bourdonne doivent faire l'objet d'un examen immédiat et non d'une maintenance différée.

• Contrôle des points de fuite : Vous devez rechercher activement la fuite dite "suintante" qui est le précurseur d'une éruption. Avec le temps, les cycles thermiques provoquent le desserrement des vis du chapeau et la détérioration des joints toriques de la tige, ce qui entraîne de petites fuites externes qui finissent par éroder les surfaces d'étanchéité ou corroder les bornes de la bobine. Vérifier périodiquement la zone de jonction entre le corps du robinet et le chapeau pour voir s'il n'y a pas de cristaux d'humidité ou de liquide. Si c'est le cas, vissez les boulons à angle droit au couple requis ou remplacez immédiatement les joints toriques extérieurs, et un petit problème d'entretien ménager ne se transformera pas en un déversement dangereux.

La maintenance prend soin de la vanne, tandis que la prévention la protège. Elles visent à optimiser l'environnement de fonctionnement afin d'éliminer les causes de défaillance, à savoir les débris, les produits chimiques et l'humidité, avant même qu'ils n'atteignent les parties internes de la vanne.

• Défense contre la filtration en amont : La mesure préventive la plus importante est l'installation physique de barrières contre les contaminants. Comme les électrovannes dépendent de petits orifices pilotes dont le diamètre peut être inférieur à un millimètre, même un grain microscopique peut entraîner un blocage désastreux. Le principe de fonctionnement est simple : lorsque les débris ne peuvent pas entrer, ils ne peuvent pas bloquer l'orifice pilote. Nous recommandons l'installation d'un filtre en Y d'au moins 100 mesh juste au-dessus de chaque électrovanne. Cela est indispensable dans les systèmes qui utilisent de l'eau de puits ou des liquides de refroidissement industriels, car cela garantit que l'électrovanne ne fonctionne qu'avec des fluides propres.

• Chimie des fluides et contrôle thermique : Vous devez réguler strictement le fluide pour le maintenir dans la zone de survie de la vanne. Les vannes sont conçues pour fonctionner dans certaines plages chimiques et thermiques ; lorsque le fluide devient trop acide en raison de la dérive du processus, ou lorsque les températures augmentent trop pour permettre l'utilisation de joints NBR ou EPDM, le caoutchouc gonfle ou se fissure, et la défaillance est inévitable. Les mesures préventives impliquent des échantillonnages fréquents du pH du fluide et des contrôles de température. Lorsque votre procédé est chaud, isolez le corps de la vanne ou montez la bobine en dehors du circuit pour éviter l'absorption de chaleur. Lorsque la chimie est agressive, passez à des corps en acier inoxydable et à des joints en PTFE avant la première fuite.

• Durcissement environnemental contre l'humidité : Il est aussi important de protéger la bobine électrique contre l'environnement extérieur que de protéger la vanne mécanique contre les débris internes. La pénétration hydraulique des enroulements en cuivre est un meurtrier insidieux et invisible qui provoque des courts-circuits, en particulier dans les applications de lavage ou à l'extérieur. Le plan de prévention consiste à sceller le périmètre. Veillez à ce que toutes les connexions dans le conduit soient étanches aux liquides et que les joints du connecteur DIN soient correctement placés. Dans des conditions d'humidité élevée, les bobines de l'état actif ont un indice IP65 ou IP67, ce qui rend le cœur électrique de la vanne pratiquement imperméable à la pluie, à la condensation et aux tuyaux d'arrosage.