Elektrozawór nie działa? Poznaj przyczyny problemów oraz jak im zapobiegać!

Czym jest elektrozawór i jak działa?

Elektrozawór (zawór elektromagnetyczny) to element wykonawczy, który przy pomocy cewki elektromagnetycznej steruje przepływem cieczy lub gazu. Jest powszechnie stosowany w instalacjach nawadniających, ale również w:

• automatyce przemysłowej,

• systemach HVAC,

• urządzeniach pneumatycznych,

• liniach technologicznych.

Budowa elektrozaworu:

• korpus z materiału odpornego na medium (mosiądz, tworzywo, stal nierdzewna),

• cewka elektromagnetyczna,

• rdzeń ruchomy,

• uszczelnienie (NBR, EPDM, FKM),

• sprężyna powrotna,

• króćce przyłączeniowe (gwintowane lub kołnierzowe).

Zasada działania:

1. Gdy nie ma zasilania, sprężyna dociska rdzeń do gniazda – zawór zamknięty (NC).

2. Po podaniu napięcia cewka generuje pole magnetyczne – rdzeń się unosi, umożliwiając przepływ medium.

3. Po wyłączeniu zasilania rdzeń wraca – zawór się zamyka.

Jak przeprowadzić prawidłową diagnostykę elektrozaworu?

Regularna kontrola i konserwacja elektrozaworów to klucz do niezawodnej pracy systemu. Oto praktyczna procedura diagnostyczna 5 kroków, którą można wdrożyć w każdej instalacji:

1. Sprawdzenie zasilania

• zmierz napięcie na stykach cewki multimetrem,

• porównaj z wartością znamionową (zazwyczaj 24 V DC lub 230 V AC),

• sprawdź ciągłość przewodów i obecność sygnału sterującego

2. Pomiar rezystancji cewki

• cewki o niskiej rezystancji (0–3 Ω) mogą być zwarte,

• rezystancja nieskończona = przerwa w uzwojeniu,

• prawidłowe wartości: najczęściej 10–40 Ω (sprawdź dane producenta).

3. Test mechaniczny zaworu

• po demontażu sprawdź czy tłoczek (rdzeń) porusza się swobodnie,

• oceń stan sprężyny i uszczelnień (czy nie są spuchnięte, pęknięte, zniekształcone).

4. Sprawdzenie przepływu

• odłącz przewód tłoczny i uruchom zawór ręcznie lub elektrycznie,

• brak przepływu = zablokowanie zaworu, uszkodzenie mechaniczne lub zła pozycja montażu.

5. Analiza warunków pracy

• ciśnienie wlotowe – czy spełnia wymagania zaworu?

• temperatura medium – czy nie przekracza granic materiałów (np. dla NBR: max ~80°C)?

• zanieczyszczenia – czy w układzie występują zatory, rdzawy osad, piasek?

Elektrozawór się nie otwiera? Sprawdź 10 najczęstszych przyczyn

1. Brak zasilania elektrycznego

• Cewka nie dostaje napięcia (np. 24V DC lub 230V AC),

• uszkodzenie przewodów, stycznika, sterownika lub programatora.

Rozwiązanie: zmierz napięcie na złączach cewki; sprawdź bezpieczniki, program sterowania, stan zasilania.

2. Uszkodzona cewka elektromagnetyczna

• Zwarcie lub przerwa w uzwojeniu, przegrzanie,

• brak reakcji mimo podanego napięcia.

Diagnostyka:

• omomierzem zmierz rezystancję cewki (typowa wartość: 10–40 Ω),

• jeśli opór = ∞ lub 0 – cewka jest spalona lub zwarta.

3. Zanieczyszczenie mechaniczne zaworu

• Cząstki stałe z medium (piasek, kamień, rdzawy osad) blokują tłoczek,

• zawór „stoi w miejscu”, mimo że cewka działa.

Rozwiązanie:

• zdemontuj zawór, przepłucz wodą pod ciśnieniem,

• oczyść rdzeń ruchomy i gniazdo z osadów

4. Zbyt niskie ciśnienie wlotowe

Wiele elektrozaworów (zwłaszcza pośredniego działania) wymaga minimalnego ciśnienia roboczego, np. 0,3–0,5 bar, aby działały prawidłowo.

Wzór na siłę otwierającą:

F = p ⋅ A

gdzie:

• F – siła otwierająca,

• p – ciśnienie medium,

• A – powierzchnia otworu.

Zbyt niskie p = za mała F = zawór nie otworzy się.

5. Nieprawidłowy kierunek przepływu

• Zawory mają oznaczenie przepływu (strzałka) – montaż odwrotny = brak działania,

• zawór może nie otworzyć się lub przeciekać.

Sprawdź: oznaczenia IN/OUT, poprawność montażu względem kierunku medium.

6. Zatarcie tłoczka lub sprężyny

• Skorodowany tłoczek nie porusza się,

• zablokowana sprężyna powrotna uniemożliwia pełne otwarcie.

Objawy: zawór otwiera się „na połowę” lub zostaje w pozycji pośredniej.

7. Zły dobór materiałów uszczelniających

• NBR nieodporny na ciepłą wodę, oleje,

• EPDM nie nadaje się do mediów olejowych.

Efekt: rozszczelnienie lub zatarcie zaworu – cewka nie może poruszyć trzpienia.

8. Zbyt duża różnica ciśnień (Δp)

• Zawory nieotwierające się przy zbyt wysokim ciśnieniu za zaworem (tzw. „back pressure”).

Rozwiązanie: stosuj zawory z funkcją wspomagania otwarcia lub zawory bezpośredniego działania.

9. Niewłaściwe napięcie zasilania

• Cewka 230V podłączona do 24V – nie działa,

• cewka 24V podłączona do 230V – spali się.

Zawsze sprawdź napięcie znamionowe cewki.

10. Uszkodzona elektronika sterująca (np. PLC, programator)

• Błąd logiczny, przepięcie, przerwany sygnał z czujnika – zawór nie dostaje komendy.

Elektrozawory w aplikacjach przemysłowych – nawadnianie, ale też nie tylko!

Choć postronnej osobie zawory te kojarzą się głównie z ogrodem, elektrozawory stosuje się również w:

Systemach nawadniania w rolnictwie i ogrodnictwie

• sterowanie strefami nawodnienia,

• integracja z czujnikami wilgotności i pogodowymi.

Przemyśle spożywczym i chemicznym

• dozowanie cieczy technologicznych,

• mycie i płukanie CIP.

Chłodnictwie i klimatyzacji

• zawory do odszraniania, wody lodowej, glikolu.

Liniach produkcyjnych

• układy płukania, czyszczenia, podawania chłodziwa.

Jak wydłużyć żywotność elektrozaworów?

W aplikacjach przemysłowych (np. linie myjące, stacje uzdatniania, chłodzenie) elektrozawory mogą pracować nawet w cyklu 24/7, wykonując dziesiątki tysięcy przełączeń miesięcznie. Oto zasady zwiększające ich trwałość:

1. Filtracja medium

Zastosuj filtry wstępne (mechaniczne), aby zatrzymać zanieczyszczenia mogące uszkodzić uszczelnienia i zablokować ruch rdzenia.

2. Odpowiedni dobór materiałów

• dla wody pitnej: EPDM, mosiądz, stal nierdzewna,

• dla wody brudnej: FKM (Viton), PVDF,

• dla chemii: sprawdź zgodność z kartą odporności chemicznej.

3. Testy ciśnienia i przepływu

Zainstaluj czujniki ciśnienia i przepływomierze, aby wykrywać:

• wzrost ciśnienia różnicowego (Δp) – może oznaczać zator,

• brak przepływu przy otwartym zaworze – uszkodzenie lub błąd sterowania.

4. Monitorowanie czasu reakcji

Zbyt wolne otwieranie/zamykanie może świadczyć o zużyciu lub zanieczyszczeniach. Systemy automatyczne mogą mierzyć czas reakcji elektrozaworu.

Rozwiązania z funkcją samodiagnostyki – przyszłość zaworów?

Coraz więcej producentów, w tym Festo wprowadza inteligentne elektrozawory, które nie tylko wykonują zadanie, ale też przekazują dane diagnostyczne:

Zawory z komunikacją cyfrową (IO-Link)

• przesyłają informacje o stanie cewki, liczbie cykli, temperaturze pracy,

• umożliwiają zdalne testowanie otwarcia/zamknięcia,

• wspierają predykcyjne utrzymanie ruchu.

Integracja z systemami SCADA i PLC

• możliwa pełna kontrola cykli i stanów zaworu,

• możliwość rejestrowania awarii i anomalii.

Zawory z funkcją detekcji nieszczelności

Zintegrowane algorytmy wykrywają różnice w ciśnieniu i przepływie, sugerując mikronieszczelności, zanim staną się poważnym problemem.

Autor:
Jerzy Witkoś
Product Manager
Pneumat.

Autor:
Jerzy Witkoś
Product Manager
Pneumat.