Un nouveau processus de test des valves de régulation

11-06-2018 | Etalonnage

Les tests de valve automatisés détectent rapidement les problèmes sans démonter les équipements

Les valves de régulation intelligentes proportionnelles jouent des rôles cruciaux dans les industries de process. Cependant, l´évaluation précise des performances des valves peut être une tâche fastidieuse, qui implique souvent un temps d'arrêt considérable ainsi que le démontage des valves de la ligne.

Le Testeur de valves de boucle en mA Fluke 710 dépanne une valve de régulation HART sur un site de production par processus

Les valves s´ouvrent et se ferment proportionnellement et font varier le degré de déplacement selon un signal variable de 4 à 20 mA appliqué à leur entrée. De nombreuses valves ont un signal de retour qui affiche la position réelle sous forme de pourcentage d´ouverture/de fermeture. Cette sortie peut être un signal de 4 à 20 mA ou une variable numérique HART qui représente 0 à 100 % de la durée de fonctionnement de la valve de régulation.

Autre indicateur clé de la performance d´une valve : la pression requise par la valve pour la déplacer vers la position souhaitée. Par exemple, une valve peut être programmée pour savoir que si 12 mA sont appliqués, l´ouverture doit être de 50 %. L´électronique intelligente contrôlera ce qu'est, en clair, un régulateur de pression intelligent afin d´augmenter ou de diminuer la pression selon les besoins pour déplacer l´élément de commande vers la position souhaitée.

Appliquer un signal mA variable tout en surveillant le signal de sortie en milliampères ou le signal de pourcentage de déplacement vous permet de vérifier si une valve de régulation fonctionne correctement sur toute sa plage. De même, la surveillance et l´enregistrement de la pression appliquée à l´élément de régulation finale tout en variant le signal d'entrée de 4 à 20 mA sur la valve représentent un test clé pour déterminer si une valve est bloquée. Normalement, la relation entre la pression et les mA ou la position de la valve est linéaire, si la valve fonctionne correctement. Si une pression supplémentaire est requise, cela est souvent dû à un blocage de la valve et sera indiqué si les mesures sont consignées et tracées. En enregistrant ces signaux, les performances de la valve peuvent être documentées. Ce test et les résultats documentés sont souvent appelés la « signature » de la valve.

Les valves comprennent généralement des indicateurs manuels simples qui vous donnent une approximation du pourcentage de déplacement pour un réglage spécifique, pendant le fonctionnement. Toutefois, cet indicateur ne vous indique pas comment la valve fonctionnera dans des conditions dynamiques et changeantes et sa précision n´est pas garantie.

Voici un guide indiquant le fonctionnement typique attendu d´une valve lorsqu´un signal en milliampère est appliqué :

  • 3,8 mA - la valve doit être totalement fermée
  • 4,0 mA - la valve doit rester fermée
  • 4,2 mA - la valve doit glisser légèrement hors de son siège
  • 12 mA - la valve doit être à 50 %
  • 19,8 mA - la valve doit être presque complètement ouverte
  • 20,0 mA - la valve doit être complètement ouverte
  • 20,2 mA - la valve doit être sur totalement ouverte (au repos sur stop)

Les indicateurs de valve offrent une mesure approximative

« L´indicateur sur le côté de la valve pourrait vous dire qu´elle est à 50 %, mais êtes-vous vraiment sûr que ce n´est pas plutôt 51 % ou 49 % ? Impossible à dire », déclare Jim Shields, Responsable produits pour les outils de processus Fluke. « Et dans bien des processus, cela peut faire une différence ».

Les tests de performance de valves les plus sophistiqués passent par un démontage de la valve et un test de ses performances dans un « étalonneur de valve ». Ces dispositifs de test sophistiqués sont très coûteux, souvent hors de portée pour beaucoup d´usines et de magasins. D´autres formes de tests sont possibles avec des instruments de test spécifiques HART, mais ils peuvent être difficiles à configurer et à utiliser.

En effet, selon un instructeur en instrumentation de process, un technicien qui travaille avec un assistant toute une journée peut contrôler avec précision environ huit valves, soit environ une par heure. Cela implique que l´assistant retire la valve, apporte la valve au technicien sur un banc, puis que ce dernier exécute les tests pendant que l´assistant réalise toutes les procédures mécaniques. Il faut donc près de deux heures de travail pour une personne pour tester une seule valve.

Le Testeur de valves de boucle en mA Fluke 710 réalise un test de signature sur une valve de régulation HART sur un site de production par processus

Automatiser le processus de test

Fluke a récemment lancé un outil d´étalonnage de boucle qui contrôle rapidement les valves afin de déterminer si elles fonctionnent correctement. Cet outil permet de gagner du temps et évite de retirer inutilement des valves de régulation en bon état de leurs process. Le Testeur de valves de boucle en mA Fluke 710 est le dernier-né d´une génération d´outils conçus pour rendre les flux de travail experts plus accessibles aux techniciens, quel que soit leur niveau de compétence, tout en continuant à offrir la gamme de fonctionnalités que vous attendez d´un outil d´étalonnage de boucle de process.

Le 710 inclut plusieurs tests entièrement automatisés, y compris le Test de signature, qui évalue très facilement les performances d'une valve intelligente proportionnelle. Ce test peut souvent être réalisé en à peine cinq minutes. Le Test de signature vous fournit des données facilement compréhensibles concernant l´état de la valve : bon, moyen ou mauvais.

« Ainsi, vous pouvez envoyer une personne moins qualifiée en matière d´instrumentation pour tester les valves et déterminer si un spécialiste doit être appelé », explique Jim Shields. « Vous ne démontez pas la valve, ce qui, comme le démontage d´un moteur, représente beaucoup de travail. »

Après avoir retiré les câbles de régulation et connecté les cordons de mesure du 710, le Test de signature fait automatiquement varier le signal en milliampère de 4 à 20 à 4 et enregistre le retour de la valve, afin de déterminer si la valve se déplace correctement. Il enregistre également la pression appliquée à l´élément de régulation de la valve de 4 à 20 à 4 milliampères, en recherchant des variations de pression linéaires fluides à travers la bande, croissantes et décroissantes.

Vérifiez si l´état de la valve est bon, moyen ou mauvais

« En étudiant la pression utilisée pour déplacer la valve, vous pouvez voir les pointes physiques dans la quantité de pression nécessaire pour la déplacer vers un point, même si la position elle-même peut être assez proche de l´endroit où elle est censée être », déclare Jim Shields.

Lorsque le test est terminé, vous obtenez une évaluation des performances de la valve : bonnes, moyennes ou mauvaises. Le 710 permet également d´enregistrer les données pour que vous puissiez les charger sur le logiciel d´application avec lequel vous réaliserez une analyse plus approfondie.

« Une fois que les techniciens connaissent bien l´outil et qu´ils peuvent exécuter les tests, ils sont en mesure de déterminer s´il est nécessaire d´appeler un spécialiste », ajoute Shields.

Le Testeur de valves de boucle en mA Fluke 710 à côté d´un écran d´ordinateur affichant le logiciel ValveTrack

Bonnes pratiques : point de comparaison et tendance

La bonne pratique pour maintenir les valves en bon état consiste à établir un point de comparaison des mesures de performances des valves lorsque l´on sait qu´elles sont en bon état. Comme la plupart des valves utilisent un signal d´entrée de 4 à 20 mA, un outil de diagnostic avec un signal de sortie en mA peut fournir le signal d´entrée en mA nécessaire pour entraîner la valve de régulation tout au long de sa plage de fonctionnement. Le 710 est idéal pour cette pratique.

La documentation aura idéalement lieu lorsqu´une valve est mise en service ou après une révision. Le technicien enregistre la « signature » de la valve dans son état idéal, traçant les mA de sortie ou le pourcentage du signal d'intervalle par rapport au signal d´entrée appliqué. Ces informations sont stockées avec l´heure, le numéro de repère de la valve et la date à laquelle le test a été effectué. Un logiciel de gestion d´étalonnage peut être utilisé pour gérer plus précisément ces informations.

Une fois que les signatures des performances de référence des valves sont enregistrées, il faut établir un intervalle de maintenance pour tester les performances des valves. La durée de l´intervalle dépend du type d´application, si elle correspond à des conditions difficiles ou en service réduit. Certains dispositifs installés dans des systèmes de sécurité et à extinction d´urgence, par exemple, doivent être vérifiés tous les trois mois.

Quand faut-il démonter une valve ?

Si les données représentées graphiquement montrent que la valve a développé une signature non linéaire ou présente des déviations dans les courbes, la valve peut être en train de développer des problèmes qui peuvent réduire les performances et la longévité, ce qui peut nécessiter son retrait. Un affichage indiquant qu´une valve est dans un état « moyen » ou « mauvais »sur le 710 est également un signal qui invite à réaliser la compensation sur le contrôleur de valve et/ou à faire appel à un spécialiste pour déterminer si des tests plus poussés en dehors du process sont nécessaires.

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