Sintomi di guasto della valvola a solenoide spiegati: Cause comuni e come risolverle

Analisi delle cause comuni di guasto delle elettrovalvole

Le cause principali devono essere classificate per poter riparare una valvola. L'analisi delle cause più comuni dei guasti alle elettrovalvole è in genere riconducibile a tre diverse fonti: Problemi elettrici, blocchi meccanici e disadattamento dell'applicazione.

• Problemi elettrici: I problemi di elettricità sono di solito il sospetto iniziale, ma non sempre la causa. Una fonte di alimentazione instabile è spesso una delle cause principali, ad esempio quando una bobina da 24 V è sottovalutata e vengono applicati solo 18 V, le fluttuazioni di tensione impediscono alla bobina di sviluppare una forza elettromagnetica sufficiente per superare la molla e muovere lo stantuffo. Oltre ai livelli di tensione, la bobina stessa può essere soggetta a burnout a causa di condizioni ambientali o connessioni elettriche esterne, come l'intrusione di umidità o picchi di potenza inaspettati. Altre volte la valvola è in buona salute, ma il guasto è a monte, con relè difettosi, cablaggi allentati o schede di uscita PLC difettose, per cui il segnale di comando non arriva mai al componente.

• Ostruzioni meccaniche: Le cause più comuni di problemi meccanici sono dovute all'interferenza fisica nelle strette tolleranze dei componenti della valvola. Il nemico principale della valvola è la contaminazione, poiché sporco, ruggine o pezzi di nastro di teflon possono facilmente incastrarsi nel foro pilota o sotto la membrana, bloccando fisicamente il movimento. Inoltre, le parti fisiche possono degradarsi naturalmente: le molle perdono tensione, le guarnizioni perdono la loro elasticità e, dopo milioni di cicli, le parti sono lente a funzionare o perdono continuamente.

• Disadattamento delle applicazioni: Questi guasti non sono dovuti al fatto che la valvola è rotta, ma piuttosto che non è stata scelta per adattarsi al particolare ambiente operativo. La scelta corretta è fondamentale. Un problema comune è l'incompatibilità dei materiali, in cui le temperature estreme fanno sì che le guarnizioni NBR standard diventino dure e si rompano, o che i fluidi corrosivi erodano i corpi in ottone causando cedimenti strutturali. Inoltre, anche i requisiti di pressione sono importanti; le valvole pilotate dipendono dalla pressione del sistema per funzionare, quindi una pressione differenziale troppo elevata bloccherà una valvola chiusa, mentre una pressione troppo bassa non aprirà la valvola quando la bobina è completamente eccitata.

Guida rapida alla risoluzione dei problemi

La tabella seguente riporta i sintomi con le loro cause principali, le cause specifiche e le misure correttive necessarie.

Qual è il modo per testare e diagnosticare i malfunzionamenti delle elettrovalvole?

La risoluzione dei problemi è un processo sistematico. Sostituire parti a caso è costoso e inefficace. Si utilizza un flusso diagnostico logico per isolare il problema e poi si applica una chiave inglese.

Fase 1: il test Split-Road (isolare la fonte del guasto)

Prima di staccare la valvola dalla tubazione, è necessario verificare se la valvola viene comandata e se è in grado di rispondere fisicamente. A tale scopo, si possono eseguire due semplici test: il test del clic (facendo scorrere l'alimentazione per sentire l'impatto meccanico dell'armatura) e il test del campo magnetico (sentendo l'attrazione con un cacciavite vicino alla bobina eccitata).

Utilizzate i risultati per guidare le vostre azioni. Se il test non produce alcun suono e nessuna attrazione magnetica, il sistema è elettricamente morto; la bobina non sta producendo un campo e occorre seguire il percorso elettrico (Fase 2). Se invece si avverte una forte attrazione magnetica o un suono di scatto, ma la valvola non muove il fluido, l'elettronica funziona correttamente. Si tratta di un problema fisico e bisogna seguire il percorso meccanico (Fase 3).

Fase 2: Percorso A - Diagnosi dei guasti elettrici (nessun clic/nessun magnetismo)

Quando si è su questa strada, il problema è nell'alimentazione o negli avvolgimenti delle bobine. Non aprite ancora il corpo valvola, sarebbe uno spreco di manodopera.

• Controllo della tensione: Iniziare controllando con un multimetro la tensione tra i conduttori al connettore della bobina. Quando si legge 0V, il problema è a monte; verificare l'uscita del PLC, i fusibili, i timer o esaminare il condotto per vedere se un filo è rotto. Quando la tensione è bassa (ad esempio, una bobina da 24 V alimentata con 18 V), la bobina potrebbe non produrre una forza magnetica sufficiente per superare la pressione della molla e sollevare il pistone. In questo caso, la tensione della sonda si abbassa a causa di una lunghezza eccessiva del cavo o di collegamenti allentati dei terminali.

• Test di resistenza della bobina: Quando non c'è magnetismo ma c'è tensione, scollegare la bobina e misurarne la resistenza (Ohm). Una lettura di Resistenza infinita (OL) indica che l'avvolgimento della bobina è rotto (bruciato) e deve essere sostituito immediatamente. Una lettura di resistenza zero o molto bassa significa che c'è un cortocircuito interno e anche questo richiede la sostituzione. Se la resistenza rientra nelle specifiche del produttore e non è presente alcun magnetismo, controllare la messa a terra e assicurarsi che la bobina sia posizionata correttamente sul tubo di armatura.

Fase 3: Percorso B - Diagnosi dei guasti meccanici (in caso di clic/magnetismo)

Quando si percorre questa strada, mettere da parte il multimetro. La bobina funziona, ma la valvola è fisicamente bloccata o incapace di controllare la pressione.

• Controlli di pressione e sicurezza del sistema: Verificare le condizioni idrauliche dell'impianto. Le valvole azionate da piloti hanno bisogno di una differenza di pressione minima (Delta P) per funzionare. Quando la pressione è bassa, il diaframma non si solleva. Quando si è sicuri, è necessario mettere al primo posto la sicurezza: interrompere l'alimentazione del fluido e depressurizzare completamente la linea prima di provare a smontarla.

• Ispezione e pulizia interna: Dopo aver rimosso il coperchio, controllare il paesaggio interno. Iniziare a cercare il foro pilota (sulle valvole a membrana); questo piccolo foro di spurgo è spesso pieno di sporcizia o ruggine e la valvola non si aziona se non viene accuratamente pulito con un ago sottile. Ispezionare quindi l'armatura e lo stantuffo per vedere se ci sono sedimenti o incrostazioni che limitano il movimento, pulendo il tubo. Infine, controllare le guarnizioni e gli O-ring per vedere se sono gonfi; una guarnizione gonfia è incompatibile con il fluido e funge da freno per i componenti in movimento, e dovrebbe essere sostituita con un materiale compatibile.

Consigli per la manutenzione preventiva per evitare guasti futuri

La manutenzione mira a evitare l'infarto di un guasto improvviso. È molto più economico adottare una forte misura preventiva che intraprendere riparazioni reattive. Per fare ciò, dobbiamo distinguere tra la manutenzione attiva della valvola stessa e la salvaguardia strategica dell'ambiente del sistema.

La manutenzione non è solo la riparazione di ciò che è stato rotto, ma è l'arte di tenere d'occhio il benessere della valvola quando è in vita. Con una rigida adesione a un programma di coinvolgimento attivo, è possibile individuare le modalità di guasto prima che possano mettere in ginocchio il sistema.

• Ciclismo periodico: Per evitare il grippaggio meccanico, è necessario far funzionare la valvola anche quando non è necessaria nel processo. Le elettrovalvole lasciate in posizione di non flusso (sempre aperte o sempre chiuse) per un lungo periodo di tempo subiscono il fenomeno dell'adesione della tenuta, in cui la membrana di gomma si attacca alla sede metallica o l'armatura si riempie di depositi di sedimenti simili al cemento. Suggeriamo vivamente di adottare un programma di esercizio del sistema in cui tutte le valvole inattive vengano esercitate almeno una volta al mese. Si tratta di una semplice operazione che interferisce con la formazione di sedimenti e mantiene i componenti elastomerici flessibili e pronti per l'azionamento.

• Test uditivi e termici: Gli operatori devono trattare la sala valvole come un laboratorio diagnostico e utilizzare vista, suono e tatto per identificare le anomalie. Una valvola può segnalare un problema attraverso un'alterazione della sua firma acustica, come un forte ronzio di corrente alternata, che indica una frattura o un detrito sulla faccia del polo di un anello di schermatura, o un'eccessiva radiazione termica, che indica un sovraccarico della bobina. Dovrebbe essere una procedura operativa standard tastare fisicamente (con cautela) la superficie della bobina e sentirne il ronzio durante le visite mensili; una bobina troppo calda da toccare o una valvola che emette un ronzio sono candidati a essere esaminati immediatamente, non a rimandare la manutenzione.

• Controllo del punto di perdita: È necessario ricercare attivamente la cosiddetta perdita di tenuta che è il precursore di uno scoppio. I cicli termici nel tempo causano l'allentamento delle viti del coperchio e il deterioramento degli O-ring dello stelo, dando luogo a piccole perdite esterne che finiscono per erodere le superfici di tenuta o corrodere i terminali della bobina. Controllare periodicamente l'area di incontro tra il corpo della valvola e il coperchio per verificare la presenza di cristalli di umidità o di liquido. In caso di presenza, avvitare i bulloni ad angolo retto alla coppia richiesta o sostituire subito gli O-ring esterni: un piccolo problema di pulizia non si trasformerà in una fuoriuscita pericolosa.

La manutenzione si prende cura della valvola, mentre la prevenzione la salvaguarda. Queste ultime mirano a massimizzare l'ambiente operativo per rimuovere le cause di guasto, che sono detriti, chimica e umidità, prima ancora che raggiungano gli interni della valvola.

• Difesa dalla filtrazione a monte: La misura preventiva più importante è l'installazione fisica di barriere contro i contaminanti. Poiché le elettrovalvole dipendono da piccoli orifizi pilota che possono avere un diametro inferiore al millimetro, anche una grana microscopica può portare a un inceppamento disastroso. Il principio di funzionamento è semplice: quando i detriti non riescono a entrare, non sono in grado di bloccare il foro pilota. Si consiglia l'installazione di un filtro a Y con almeno 100 maglie proprio sopra ogni elettrovalvola. Questo non può essere compromesso nei sistemi che utilizzano acqua di pozzo o refrigeranti industriali, perché garantisce che la valvola funzioni solo con fluidi puliti.

• Chimica dei fluidi e controllo termico: È necessario regolare rigorosamente il fluido per mantenerlo nella zona di sopravvivenza della valvola. Le valvole sono progettate per funzionare entro determinati intervalli chimici e termici; quando il fluido diventa troppo acido a causa della deriva del processo, o quando le temperature salgono troppo per consentire le guarnizioni in NBR o EPDM, la gomma si gonfia o si rompe e si verifica inevitabilmente un guasto. Le misure preventive prevedono frequenti campionamenti del pH del fluido e controlli della temperatura. Se il processo è caldo, isolate il corpo della valvola o montate la bobina fuori bordo per evitare il surriscaldamento; se la chimica è aggressiva, passate ai corpi in acciaio inox e alle guarnizioni in PTFE prima della prima perdita.

• Indurimento ambientale contro l'umidità: Proteggere la bobina elettrica dall'ambiente esterno è importante quanto proteggere la valvola meccanica dai detriti interni. La penetrazione idraulica negli avvolgimenti di rame è un assassino insidioso e invisibile che provoca cortocircuiti, in particolare nelle applicazioni di lavaggio o all'aperto. Il piano di prevenzione consiste nel sigillare il perimetro. Assicuratevi che tutte le connessioni del condotto siano a tenuta di liquido e che le guarnizioni del connettore DIN siano correttamente inserite. In condizioni di elevata umidità, è consigliabile utilizzare bobine con grado di protezione IP65 o IP67, in modo da rendere praticamente impermeabile il cuore elettrico della valvola alla pioggia, alla condensa e ai lavaggi.