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調(diào)節(jié)閥的預(yù)先維護及故障檢修指南

發(fā)布于:2019/11/6 8:58:26 點擊量:119

作  者: 鐘聲 
摘  要: 從工程實用的角度概述了調(diào)節(jié)閥在安裝設(shè)定時應(yīng)做的常規(guī)性維護和準備工作,并介紹了一些有關(guān)調(diào)節(jié)閥常見救障的維護檢修常識。

典型的調(diào)節(jié)閥維護方式有3種:

    1)應(yīng)答性維護(Reacitive Maintenance);
    2)預(yù)防性維護(Preventive Maintenance);
    3)預(yù)估性(Predictive Maintenance)維護。

    眾所周知,前兩種方式早已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,而第3)種方式卻是近十幾年才發(fā)展起來的模式。特別是通過借助計算機技術(shù),先進的專家診斷系統(tǒng)使預(yù)估性維護更加簡單快捷。

    調(diào)節(jié)閥的預(yù)先性維護(Preemptive Maintenance)是一種演繹過來的方式。它基于全面質(zhì)量管理(Total Quality control)理論--事先花點時間做一些工作,把那些可能會發(fā)生的問題消除在萌芽狀態(tài)。預(yù)先性維護是安裝設(shè)定調(diào)節(jié)閥時的一個重要環(huán)節(jié),也是延長調(diào)節(jié)閥使用壽命的關(guān)鍵因素之一。那么在安裝設(shè)定調(diào)節(jié)閥時應(yīng)傲些什么前期準備工作,這些工作又能起什么作用?“預(yù)先性維護”將給您提供一些信息和答案。見表1。

表1 預(yù)先性維護

應(yīng)做的工作
結(jié)果和作用
安裝前要保護好調(diào)節(jié)閥組件不受外界損傷可防止連接法蘭端面泄漏、空氣管線泄漏以及由于空氣管線彎皺壓扁而導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)速度變慢
移去閥門的包裝物品(如固定物、保護塞或盞面罩等)避免因異物存在防礙調(diào)節(jié)閥正常工作,影響響應(yīng)速度(變慢)
安裝調(diào)節(jié)閥前應(yīng)沖洗工藝管道,并進行水壓試驗避免閥內(nèi)組件1)受損、閥內(nèi)部泄漏以及波紋管損壞
選用合適的法蘭墊圈避免法蘭連接處外泄
在安裝調(diào)節(jié)閥時,應(yīng)采用固定夾板(箍條)支撐閥門

防止因應(yīng)(重)力作用導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥附件出現(xiàn)故障而不能正常工作,并避免空氣管路泄漏

采用標準的閥門和執(zhí)行機構(gòu)定位取向方式

防止軸套和密封件過早受損;另外也可使維護檢修以及操作使用管理更加方便簡單

在夾裝無法蘭(Flangeless或Wafer)閥體時,應(yīng)注意控制緊固的力矩和均勻性

避免因緊過頭或緊固不均勻面損傷閥體和密封件

確保旋轉(zhuǎn)閥為打開狀態(tài),且流道 (Flow Element)要高于轉(zhuǎn)軸

有助于使雜物沉集在閥底部,而不至于被帶入密封件和軸套內(nèi)

在安裝調(diào)節(jié)閥和水壓試驗期間,要保護好波紋管不受損這樣可避免經(jīng)波紋管外泄
必要時應(yīng)裝保溫材料

保持填料系統(tǒng)低冷,有助于避免經(jīng)波紋管外泄

吹掃空氣管線防止雜物損害閥門附件的性能,避免閥門行程速度受到影響(變慢)
提供充足的供氣壓力和容量供氣量不足會影響到閥門行程速度;而供氣壓力不足會導(dǎo)致閥門關(guān)不死、縮減行程或降低行程速度
盡可能靠近調(diào)節(jié)閥安裝電/氣轉(zhuǎn)換器如果電/氣轉(zhuǎn)換器離調(diào)節(jié)閥太遠,將會增加滯后,降低行程速度2)
避免電/氣轉(zhuǎn)換器分程分程會增加滯后,降低行程速度
移去附件所有的包裝物和保護塞包裝物和保護塞會影響附件的性能和閥門的行程速度
確保排氣管線有足夠量的氣排出氣量不足(排氣不暢)會降低行程速度
正確調(diào)整臺座設(shè)定 (Benchset)3)如果沒有正確設(shè)定,將縮減行程、關(guān)不死閥門、以及降低行程速度
正確調(diào)整閥門行程對于蝶閥,過行程(Overtravel)會導(dǎo)致密封件和閥蝶(Disc)損壞;對于旋轉(zhuǎn)閥,不正確的零點設(shè)置會導(dǎo)致閥內(nèi)部泄漏大;行程不足(Undertravel)會影響閥的流通能力;對于滑動閥桿(sliding-stem)調(diào)節(jié)閥,不正確的行程調(diào)整程序會導(dǎo)致大的閥內(nèi)部泄漏
正確調(diào)整填料系統(tǒng)不適當?shù)奶盍涎b填會導(dǎo)致行程縮減、動態(tài)響應(yīng)差、經(jīng)由填料系統(tǒng)的內(nèi)/外部泄漏大
正確調(diào)校電/氣轉(zhuǎn)換囂和閥門定位器不正確的調(diào)控或配置會導(dǎo)致行程縮減或太的閥內(nèi)部泄漏

    注:

    1)閥內(nèi)組件(trim)系指與工藝介質(zhì)接觸的可拆內(nèi)都零件,即閥芯、閥座、閥桿閥芯導(dǎo)向件、襯套及籠式閥芯、填料函(包括填料壓環(huán)、彈簧、液封環(huán)及填料底杯),而不包括填料、閥蓋、底法蘭、閥蓋及底法蘭與閥體間的密封墊片[4]
    2)有時為了方便維護檢修調(diào)校,會將若干個電/氣轉(zhuǎn)換器集中安裝在一個軌道上,然后把它們分別連接到不同距離的調(diào)節(jié)閥上。但如果距離太遠會影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)。根據(jù)經(jīng)驗,如果電/氣轉(zhuǎn)換器后接閥門定位器,則距離應(yīng)小于3ft(約9m);如果電/氣轉(zhuǎn)換器不接閥門定位囂而直接連接執(zhí)行機構(gòu),則距離應(yīng)小于10ft(約3m)。
    3)又稱執(zhí)行機構(gòu)臺座設(shè)定(Actualor Benchset),是與執(zhí)行機構(gòu)彈簧(Actuator Sping)和膜片(或活塞)等部件有關(guān)的一項設(shè)定。設(shè)定的好壞將直接影響到閥座荷載(Set Load)、閥門行程范圍、行程速度以及閥座泄漏量(全關(guān)時的嚴密等級)等重要閥門工作性能參數(shù)。有時可利用執(zhí)行機構(gòu)的彈簧調(diào)整器(Sping Adjustor,位于執(zhí)行機構(gòu)彈簧座下)進行調(diào)整設(shè)定。一般應(yīng)在調(diào)節(jié)閥出廠前或安裝前設(shè)定好。

    如果調(diào)節(jié)閥控制品質(zhì)不佳或者出現(xiàn)故障,應(yīng)及時檢查和維修,以確保工藝操作正常運行,維護人身生命安全。但如何能快捷準確地查找出結(jié)癥并解決問題呢?“故障查找檢修指南”也許能給您一解決問題呢?“故障查找檢修指南”也許能給您些提示和幫助;見表2。

表2 故障查找檢修指南

癥狀和起因
解決辦法
1)填料泄露

a)閥桿的表面光潔度1),清潔度有問題

a)清潔并拋光閥桿,使其表面光潔度達到4mm2)

b)閥桿彎曲b)矯直閥桿,在全行程范圍內(nèi),閥桿運動的直線度3)應(yīng)小于 0.002in(約50μm)
c)填料充填不夠緊密(或充填不足)c)重新擰緊填料箱壓蓋螺母或者更換新的填料
d)填料的類型或配置構(gòu)成不對d)對照實際應(yīng)用檢查核實填料的類型和配置構(gòu)成,必要時應(yīng)重新裝填
e)填料堆積過高(石墨)e)加裝調(diào)整襯墊(Spacer,一種特殊間隔定位墊圈),以降低填料高度,然后重新裝填
f] 腐蝕且產(chǎn)生坑凹洞穴(石墨)f)采用括牲墊圈4)。如果閥門的動作在2至3周以后仍遲緩,那么就應(yīng)該換掉石墨填料
g)填料壓環(huán)(或稱填料函壓蓋)磨損或翹起變形g)檢查并更換所有損傷部件,諸如填料壓緊法蘭,螺母和填料壓環(huán)等,使整個填料系統(tǒng)保持高性能狀態(tài)
2)閥門對控制信號不響應(yīng)

a)無儀表空氣供給或者供氣壓力不足;或執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)泄露

a)根據(jù)檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng)核對是否所有的供氣閥門都已打開?測量并核實供氣壓力是否滿足要求;在各密封端接縫處或膜片處聽竄氣( 或漏氣)的聲音。修理或更換損傷的部件
b)供氣入口管路上的電磁閥關(guān)閉

b)通電激磁驅(qū)動電磁閥。如果發(fā)現(xiàn)電磁閥有故障不動作,修復(fù)它

c)無控制信號輸入c)無控制信號輸入可能說明熔斷器燒壞了。更換它
d)供氣管路彎皺(卷曲,壓扁),破損d)檢查所有的供氣管線,核對它們是否彎皺(卷曲,壓扁),破損?修理或更換損壞的管線
e)供氣管路上的管件泄漏e)檢查所有管件是否泄漏如果有泄漏,將其擰緊或更換
f)流向不對,導(dǎo)致閥芯承受特別大的負荷f)倘若閥門僅僅是被安裝在管道上,那么就應(yīng)查看調(diào)節(jié)閥的流向箭頭,確認工藝介質(zhì)是按正確的方向流過,如果條件舍適,應(yīng)將流向反向
g)空氣管路連接不對g)檢查活塞執(zhí)行機構(gòu)(Piston Achuator)的出入氣路,確認供氣管路沒有被錯接到排氣口(或者確認排氣口沒有被錯接到供氣管路)當然還應(yīng)檢查所有的空氣連接管路
h)填料系統(tǒng)的部件制約了閥桿或轉(zhuǎn)軸的運動h)檢查填料系統(tǒng)的密封壓圈(Gland)。密封壓圈的使用配置不當是制約閥桿或轉(zhuǎn)軸運動的一個主要原因。必要時應(yīng)更換填料系統(tǒng)的部件,并將閥內(nèi)組件擦拭光潔
i)閥門定位器或電/氣轉(zhuǎn)換器受損(故障)i)檢查閥門定位器及電/氣轉(zhuǎn)換器,看是否能手動改變它們的輸出值。如果不能,則表明它們有故障,修理或更換
j)填料太緊j)導(dǎo)向件(Guides)裝填或裝配得過緊會導(dǎo)致很大的摩擦阻力,從而阻礙閥門的動作。松開填料系統(tǒng)進行潤滑、轉(zhuǎn)動(閥桿),然后重新擰緊
k)閥內(nèi)組件損傷;閥芯被卡死在閥座內(nèi)k)更換或者修復(fù)受損傷的閥內(nèi)組件,破損部件可能可以將其研磨拋光后再用;用人工或機械加工方式將閥芯從閥座中拔出,修復(fù)或更換破損的部件

3)閥門不能打開至額定行程

a)供氣壓力不足

a)核實是否有足夠的供氣壓力

b)執(zhí)行機構(gòu)或附件存在泄漏b)將執(zhí)行機構(gòu)、空氣管線、管件和附件的所有泄露問題解決
c)閥門定位器或電/氣轉(zhuǎn)換器的調(diào)校不正確c)正確調(diào)校閥門定位器和電/氣轉(zhuǎn)換器
d)行程調(diào)整不正確d)重新調(diào)整閥門行程
e)執(zhí)行機構(gòu)彈簧的額定彈簧范圍(又稱彈簧剛性)不對e)更換執(zhí)行機構(gòu)彈簧
f)臺座設(shè)定不正確f)調(diào)整臺座設(shè)定
g)閥桿或轉(zhuǎn)軸彎曲g)更換彎曲的閥桿或轉(zhuǎn)軸
h)閥內(nèi)組件受損h)更換損傷的閥內(nèi)組件
i)閥內(nèi)組件中有雜物i)清潔閥內(nèi)組件
j)流向不對j)將流向反向
k)執(zhí)行機構(gòu)選配太?。ㄗ饔玫挠行娣e太小)k)更換執(zhí)行機構(gòu)

l)填料系統(tǒng)摩擦阻力太大
m)手動機構(gòu)5)或行程止擋6)的定位不對

l)松開填料系統(tǒng)進行潤滑、轉(zhuǎn)動(閥桿),然后重新擰緊
m)重新調(diào)整定位手動機構(gòu)或行程止擋
4)閥門的行程動作靈敏度低或遲緩

a)填料系統(tǒng)摩擦阻力太大

a)重新調(diào)整或更換填料

b)閥桿或轉(zhuǎn)軸彎曲b)更換彎曲的閥桿或轉(zhuǎn)軸
c)供氣壓力不足c)增大供氣壓力
d)供氣量不夠d)換管徑更大一點的供氣管(推薦管徑為1/4in~3/8in,1in=25.4mm)或增大供氣閥的流通能力
e)附件的規(guī)格尺寸不夠要求e)增大附件的流通能力
f)活塞式執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)摩擦阻力太大f)清潔并拋光活塞氣缸的內(nèi)壁,并將過余的潤滑油脂清除
g)( 密封)軸套摩擦阻力太大g)修復(fù)或更換受損傷的(密封)軸套
h)閥門定位器響應(yīng)慢h)修復(fù)或更換閥門定位器
5)閥門的行程動作跳躍

a)填料密封或軸套制約行程動作

a)松開填料系統(tǒng)進行潤滑。更換或修復(fù)密封部件和軸套

b)可能放大器7)的旁路需調(diào)整b)調(diào)節(jié)放大器的旁路
c)閥門定位器可能有故障c)修復(fù)或更換閥門定位器
d)閥門定位器的增益可能太高d)調(diào)整增益放大系數(shù)或換成低增益型的閥門定位器
6)旋轉(zhuǎn)閥不旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)閥除了有第 2)、3)條中已涉及的那些問題外,還有下列一些特有的問題)

a)旋轉(zhuǎn)葉片式執(zhí)行機構(gòu)(Rotary Vane Actuator)的止擋設(shè)定不對

a)重新調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)的止擋

b)轉(zhuǎn)軸斷裂b)更換轉(zhuǎn)軸
c)閥座污穢或閥座被侵蝕可能導(dǎo)致閥桿或者閥門的凸輪楔桿(C 鋤 Jam)斷裂c)更換或清潔部件
d)工藝操作條件改變了d)重新檢查執(zhí)行機構(gòu)的規(guī)格尺寸和閥門的可使用范圍
7)流量調(diào)節(jié)控制不佳(轉(zhuǎn)軸式閥桿和滑動式閥桿)——亦可參見第4)、5)條中有關(guān)“響應(yīng)靈敏度低”和“跳躍動作”行程
a)籠式閥芯(Cage)變形a)更換籠式閥芯
b)活塞環(huán)(Piston Ring)損壞b)更換活塞環(huán)
c)沖蝕磨損、腐蝕以及氣蝕會侵蝕改變閥內(nèi)組件的輪郭外形c)解決這些蝕變的根源,更換損壞部件
d)調(diào)節(jié)閥的流向可能安裝反了d)將管道上的調(diào)節(jié)閥反向安裝
e)流量特性選擇不正確e)修正流量特性

f)調(diào)節(jié)閥(組件)本身性能差

f)應(yīng)按控制要求選用合適的調(diào)節(jié)閥(組件)

    注:

    1)表面光潔度(Finish)目前習(xí)慣上稱作表面粗糙度(Surface Roughness)。
    2)“rms”是指均方根(Rq,root-mean-squared)。它本身不是工程單位,是用來描述表面粗糙度(即微觀不平度)的一種統(tǒng)計計算方法。我國一般不用這種方法,而采用算術(shù)平均(Ro,arithmetical mean) 最大高度(Rj,maximum height)和十點高度(Rz,ten point height)等方法描述。Rq是指的最大值為4μm,表面粗糙度相當于我國舊標準的▽5-▽6。有關(guān)詳細解釋,可參閱參考文獻[2,3]。
    3)直線度的定義解釋,可參閱參考文獻[3]。這里要求閥桿的直線度小于50μm,即公差值t=50μm。
    4)犧牲墊圈又稱犧牲陽極墊圈或陰極保護墊圈或防蝕墊圈。
    5)又稱人工操作器(Manual Operator),與手輪(Handwheel)同屬一類,為調(diào)節(jié)閥的附件,可用于正向或反向動作的執(zhí)行機構(gòu)談裝置與可謂行程止擋同注6),用于限制閥門的全開或全關(guān)(即行程),或者給閥門手動定位——引自參考文獻[1]。
    6)又稱行程止步器(Travel Stop),屬調(diào)節(jié)閥的附件。用于限制閥門的全開或全關(guān)(即行程)。
    7)又稱放大器(Booster),屬調(diào)節(jié)閥的附件,太部分帶有旁路調(diào)節(jié)裝置。用于放大氣動輸出信號的壓力或氣量,以加快行程速度或增大氣動輸出信號的有效壓力。但如果使用不當,會產(chǎn)生不穩(wěn)定因素,導(dǎo)致閥門行程大的跳躍降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。

    參考文獻:

    [1] 美國費希爾控制設(shè)備公司.控制閥手冊.能源部電站閥門標準化技術(shù)委員會等譯.第二版
    [2]GB 3505-83表面粗糙度 術(shù)語 表面及其參數(shù)
    [3](機械設(shè)計手冊)聯(lián)合編寫組編.機械設(shè)計手冊.上冊,第一分冊,第二版(修訂),北京:化學(xué)工業(yè)出版社
    [4] 北京燕山石油化工公司基本建設(shè)指揮部/化學(xué)工業(yè)部化學(xué)工業(yè)設(shè)計公司合編.英漢石油化學(xué)工程圖解詞匯.北京:化學(xué)工業(yè)出版社



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