1 氣動調(diào)節(jié)閥的維護及故障處理

    氣動調(diào)節(jié)閥是石油化工企業(yè)廣泛使用的儀表之一。它準確、正常地工作對保證工藝裝置的正常運行和安全生產(chǎn)有著重要的意義。

    1.1 檢修時的重點檢查部位

    1.1.1 閥體內(nèi)壁

    在高壓差和有腐蝕性介質(zhì)的場合，閥體內(nèi)壁、隔膜閥的隔膜經(jīng)常受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕，必須重點檢查耐壓耐腐情況。

    1.1.2 閥芯

    閥芯是調(diào)節(jié)閥的可動部件之一，受介質(zhì)的沖蝕較為嚴重，檢修時要認真檢查閥芯各部是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差的情況下，閥芯的磨損因空化引起的汽蝕現(xiàn)象更為嚴重。損壞嚴重的閥芯應予更換。檢查密封填料：檢查盤根石棉繩是否干燥，如采用聚四氟乙烯填料，應注意檢查是否老化和其配合面是否損壞。

    1.1.3 閥座

    因工作時介質(zhì)滲入，固定閥座用的螺紋內(nèi)表面易受腐蝕而使閥座松弛。

    1.1.4 執(zhí)行機構(gòu)

    檢查執(zhí)行機構(gòu)中的橡膠薄膜是否老化，是否有龜裂現(xiàn)象。

    1.2 日常維護

    當調(diào)節(jié)閥采用石墨-石棉為填料時，大約3個月應在填料上添加一次潤滑油，以保證調(diào)節(jié)閥靈活好用；如發(fā)現(xiàn)填料壓帽壓得很低，則應補充填料，如發(fā)現(xiàn)聚四氟乙燥填料硬化，則應及時更換；應在巡回檢查中注意調(diào)節(jié)閥的運行情況，檢查閥位指示器和調(diào)節(jié)器輸出是否吻合；對有定位器的調(diào)節(jié)閥要經(jīng)常檢查氣源，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；應經(jīng)常保持調(diào)節(jié)閥的衛(wèi)生以及各部件完整好用。

    1.3 常見故障及產(chǎn)生的原因

    1.3.1 調(diào)節(jié)閥不動作

    （1）故障現(xiàn)象：無信號、無氣源。原因：氣源未開；由于氣源含水在冬季結(jié)冰，導致風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈；壓縮機故障；氣源總管泄漏。

    （2）故障現(xiàn)象：有氣源，無信號。原因：調(diào)節(jié)器故障；信號管泄漏；定位器波紋管漏氣；調(diào)節(jié)網(wǎng)膜片損壞。

    （3）故障現(xiàn)象：定位器無氣源。原因：過濾器堵塞；減壓閥故障；管道泄漏或堵塞。

    （4）故障現(xiàn)象：定位器有氣源，無輸出。原因：定位器的節(jié)流孔堵塞。

    （5）故障現(xiàn)象：有信號、無動作。原因：閥芯脫落；閥芯與襯套或與閥座卡死；閥桿彎曲或折斷；閥座閥芯凍結(jié)或焦塊污物；執(zhí)行機構(gòu)彈簧因長期不用而銹死。

    1.3.2 調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定

    （1）故障現(xiàn)象：氣源壓力不穩(wěn)定。原因：壓縮機容量太小；減壓閥故障。

    （2）故障現(xiàn)象：信號壓力不穩(wěn)定。原因：控制系統(tǒng)的時間常數(shù)（T＝RC）不適當；調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定。

    （3）故障現(xiàn)象：氣源壓力穩(wěn)定，信號壓力也穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定。原因：定位器中放大器的球閥受臟物磨損關(guān)不嚴，耗氣量特別增大時會產(chǎn)生輸出震蕩；定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；輸出管、線漏氣；執(zhí)行機構(gòu)剛性太??；閥桿運動中摩擦阻力大，與相接觸部位有阻滯現(xiàn)象。

    1.3.3 調(diào)節(jié)閥振動

    （1）故障現(xiàn)象：調(diào)節(jié)閥在任何開度下都振動。原因：支撐不穩(wěn)；附近有振動源；閥芯與襯套磨損嚴重。

    （2）故障現(xiàn)象：調(diào)節(jié)閥在接近全閉位置時振動。原因：調(diào)節(jié)閥選大了，常在小開度下使用；單座閥介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反。

    1.3.4 調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍

    （1）故障現(xiàn)象：閥桿僅在單方向動作時遲鈍。原因：氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)中膜片破損泄漏；執(zhí)行機構(gòu)中“O”型密封漏。

    （2）故障現(xiàn)象：閥桿在往復動作時均有遲鈍現(xiàn)象。原因：閥體內(nèi)有粘物堵塞；聚四氟乙烯填料變質(zhì)硬化或石墨一石棉填料潤滑油干燥；填料加得太緊，摩擦阻力增大；閥桿不直導致摩擦阻力大；沒有定位器的氣動調(diào)節(jié)閥也會導致動作遲鈍。

    1.3.5 調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大

    （1）故障現(xiàn)象：閥全關(guān)時泄漏量大。原因：閥芯被磨損，內(nèi)漏嚴重；閥未調(diào)好關(guān)不嚴。

    （2）故障現(xiàn)象：閥達不到全閉位置。原因：介質(zhì)壓差太大，執(zhí)行機構(gòu)剛性小，閥關(guān)不嚴；閥內(nèi)有異物；襯套燒結(jié)。

    1.3.6 流量可調(diào)范圍變小

    主要原因是閥芯被腐蝕變小，從而使可調(diào)的最小流量變小。

    2 電動調(diào)節(jié)閥的維護及保養(yǎng)

    新設計、安裝的控制系統(tǒng)，為了確保調(diào)節(jié)閥在開車時能正常工作，并使系統(tǒng)安全運行，新閥在安裝之前，應首先檢查閥上的銘牌標記是否與設計要求相符。同時還應對以下項目進行調(diào)試：基本誤差限；全行程偏差；回差；死區(qū)；泄漏量（在要求嚴格的場合時進行）。如果是對原系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥進行了大修，除了對上述各項進行校驗外，還應對舊閥的填料函和連接處等部位進行密封性檢查。

    調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場使用中的故障，很多往往不是因為調(diào)節(jié)閥本身質(zhì)量所引起，而是對調(diào)節(jié)閥的安裝使用不當所造成，如安裝環(huán)境、安裝位置及方向不當或者是管路不清潔等原因所致。因此電動調(diào)節(jié)閥在安裝使用時要注意以下幾方面：

    （1）調(diào)節(jié)閥屬于現(xiàn)場儀表，要求環(huán)境溫度應在－25～60℃范圍，相對濕度≤95%。如果是安裝在露天或高溫場合，應采取防水、降溫措施。在有震源的地方要遠離振源或增加防振措施。

    （2）調(diào)節(jié)閥一般應垂直安裝，特殊情況下可以傾斜，如傾斜角度很大或者閥本身自重太大時對閥應增加支承件保護。

    （3）安裝調(diào)節(jié)閥的管道一般不要離地面或地板太高，在管道高度大于2m時應盡量設置平臺，以利于操作手輪和便于進行維修。

    （4）調(diào)節(jié)閥安裝前應對管路進行清洗，排除污物和焊渣。安裝后，為保證不使雜質(zhì)殘留在閥體內(nèi)，還應再次對閥門進行清洗。在使用手輪機構(gòu)后，應恢復到原來的空檔位置。

    （5）為了使調(diào)節(jié)閥在發(fā)生故障或維修的情況下使生產(chǎn)過程能繼續(xù)進行，調(diào)節(jié)閥應加旁通管路。同時還應特別注意，調(diào)節(jié)閥的安裝位置是否符合工藝過程的要求。

    （6）電動調(diào)節(jié)閥的電氣部分安裝應根據(jù)有關(guān)電氣設備施工要求進行。如是隔爆型產(chǎn)品應按《爆炸危險場所電氣設備安裝規(guī)范》要求進行安裝，如現(xiàn)場導線采用SBH型或其它六芯或八芯、外徑為Φ11.3mm左右的膠皮安裝電纜線。在使用維修中，在易爆場所嚴禁通電開蓋維修和對隔爆面進行撬打。同時在拆裝中不要磕傷或劃傷隔爆面，檢修后要還原成原來的隔爆要求狀態(tài)。

    （7）執(zhí)行機構(gòu)的減速器拆修后應注意加油潤滑，低速電機一般不要拆洗加油。裝配后還應檢查閥位與閥位開度指示是否相符。

    調(diào)節(jié)閥工作性能的好壞會直接影響整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作質(zhì)量。由于調(diào)節(jié)閥在現(xiàn)場是與被調(diào)介質(zhì)直接接觸的，工作環(huán)境十分惡劣，因此容易產(chǎn)生各種故障。在生產(chǎn)過程中，除了隨時排除這些故障外，還必須進行經(jīng)常性的維護和定期檢修。尤其是對使用環(huán)境特別惡劣的調(diào)節(jié)閥，更應重視維護和定期檢修。不同形式的調(diào)節(jié)閥，其故障及其產(chǎn)生原因是不一樣的。

    3 調(diào)節(jié)閥在高、低溫下工作不正常的解決方法

    3.1 統(tǒng)一線膨脹減小雙座閥泄漏量法

    雙座閥在常溫試驗時，泄漏量不太大，可是，一投入高溫使用泄漏量猛增，這是因為雙座固定在閥體上的閥座密封面的線性膨脹與閥芯雙密封面的線性膨脹不一致所致。如一個DN50的雙座閥，閥芯為不銹鋼，閥體為碳鋼，在21℃溫度中使用時，閥座密封面與閥芯密封面線膨脹差0.06mm，使泄漏量增加可達10倍以上。解決辦法：

    （1）閥體與閥芯均用同種材質(zhì)的，即不銹鋼閥。但不銹鋼閥比碳鋼閥價格高了3倍以上。

    （2）選用套筒閥代之，因密封面在套筒上，套筒與閥塞是同種材料。

    3.2 閥座密封焊法

    當溫度高達400℃時，螺紋連接的閥座在與閥體連接的密封面和螺紋處引起泄漏，并能將螺紋沖蝕，產(chǎn)生閥座掉落的危險，應對閥座進行密封焊，以防止松動和脫落。

    3.3 襯套定位搭焊法

    作為對閥芯、閥塞、閥桿導向的襯套，絕大部分場合是靜配合。調(diào)節(jié)閥在室內(nèi)組合，在高、低溫下工作，線膨脹不一造成配合直徑產(chǎn)生微小變化，襯套的配合可能會遇到過盈量最小，或襯套與閥芯因異物卡住，在閥芯運動的拉動下，襯套會脫落。對此，可對襯套進行定位搭焊，以保證襯套永不脫落。

    3.4 增大襯套導向間隙法

    在高、低溫下，當軸徑與襯套內(nèi)孔徑的線膨脹不一，且軸的膨脹大于襯套內(nèi)孔的膨脹時，軸的運動或轉(zhuǎn)動將產(chǎn)生卡跳現(xiàn)象，如高溫蝶閥。如果這時閥的實際工作溫度又符合閥的工作溫度要求，可能是制造廠的質(zhì)量問題。解決辦法是增加導向間隙，把導向部位的軸徑車小0.2～0.5mm，并應盡量提高其光潔度。

    3.5 填料背對背安裝法

    對深凍低溫閥，在冷卻時因管線內(nèi)形成真空，若從填料處向閥體內(nèi)泄時，可將雙層填料的上層或填料的一部分改為背對背安裝，以阻止大氣通過閥桿密封處內(nèi)泄。

    4 調(diào)節(jié)閥使用過程中的常見故障及維修

    調(diào)節(jié)閥不同于手動閥門，它在使用過程中要處于不斷地運動、調(diào)節(jié)狀態(tài)，運動部件多，且要承受來自介質(zhì)不平衡力等各種力量的沖擊，難免出現(xiàn)各種預想不到的故障，這些故障可來自執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)機構(gòu)，也可能來自連接的附件裝置。

    4.1 填料造成的故障

    （1）填料材質(zhì)不合適。填料材質(zhì)不合適造成的故障主要是外泄漏量增大及摩擦力增大，例如，在高溫應用場合，采用聚四氟乙烯填料。故障處理方法是更換填料。

    （2）填料結(jié)構(gòu)設計不當，包括填料和有關(guān)附件的位置安裝不合適，填料高度不合適。故障處理方法是按產(chǎn)品說明書要求安裝填料和有關(guān)附件。

    （3）填料安裝不合適。例如，石墨填料采用螺旋式安裝造成填料壓緊力不均勻，中心沒有對準等。故障處理方法是按層安裝，使壓緊力均勻。

    （4）填料有雜物，造成閥桿劃跡。故障處理方法是對填料進行清潔，除去雜物。

    （5）上閥蓋安裝不當，使填料受力不均勻。故障處理方法是重新安裝上閥蓋的墊圈，并對上閥蓋固緊螺栓平均地用對角方式壓緊。

    4.2 執(zhí)行機構(gòu)的氣密性造成的故障

    （1）氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的膜片未壓緊。膜片未壓緊或受力不均勻造成輸入的氣信號外漏，使執(zhí)行機構(gòu)對信號變化的響應變得呆滯，響應時間增大。如果安裝了閥門定位器，則其影響會減小。故障處理方法是用肥皂水涂刷檢查，并消除泄漏點。

    （2）氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)的活塞密封環(huán)磨損，造成調(diào)節(jié)閥不能快速響應，閥桿動作不靈敏。故障處理方法是更換密封環(huán)，并檢查汽缸內(nèi)壁有無磨損。

    （3）氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的膜片破損，表現(xiàn)為閥桿動作不靈敏，可聽到氣體的泄漏聲。故障處理方法是更換膜片，并應檢查限位裝置或托盤是否有毛刺等。

    （4）連接管線漏氣，造成閥桿動作不靈敏，響應時間增大。故障處理方法是用肥皂水涂刷連接管線，檢查泄漏點，并更換或焊接。

    4.3 不平衡力造成的故障

    （1）流向不當。調(diào)節(jié)閥安裝不當，造成實際流體流向與調(diào)節(jié)閥標記流向不一致，使不平衡力變化，如流關(guān)調(diào)節(jié)閥被安裝為流開。故障處理方法是重新安裝。

    （2）執(zhí)行機構(gòu)不匹配，造成推力或推力矩不足，使調(diào)節(jié)閥動作不到位。故障處理方法是更換執(zhí)行機構(gòu)。

    4.4 電動執(zhí)行機構(gòu)的故障

    （1）各接插件松動或接線斷路、短路，造成接觸不良，并增大或降低有關(guān)線路阻抗。故障處理方法是檢查和撥動連接導線，重新插拔和插入各接插件。

    （2）減速器機械傳動部件故障，應檢查運轉(zhuǎn)是否正常，齒輪嚙合是否良好。故障處理方法是更換或修補殘缺的齒輪，添加潤滑劑。

    （3）電源。檢查保險絲是否熔斷，伺服放大器位置反饋有無冒煙和特殊氣味，如變壓器外殼絕緣層及電阻燒焦發(fā)出糊味。故障處理方法是更換損壞的元器件。

    4.5 流量特性不匹配造成的故障

    （1）被控對象具有飽和非線性特性（如溫度控制系統(tǒng)），小流量時控制系統(tǒng)能夠正常運行，但大流量時控制系統(tǒng)呆滯；或小流量時控制系統(tǒng)極靈敏，甚至出現(xiàn)振蕩和不穩(wěn)定，但在大流量時，控制系統(tǒng)能夠正常運行。故障原因是選用了線性或快開流量特性調(diào)節(jié)閥。故障處理方法是更換調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件或調(diào)節(jié)閥，或安裝閥門定位器，使調(diào)節(jié)閥滿足等百分比或拋物線流量特性要求。

    （2）被控對象具有線性特性（如流量隨動控制系統(tǒng)），小流量時控制系統(tǒng)運行正常，大流量時控制系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩或不穩(wěn)定現(xiàn)象；或小流量時控制系統(tǒng)呆滯，大流量時控制系統(tǒng)能夠正常運行。故障原因是選用了等百分比或拋物線流量特性調(diào)節(jié)閥。故障處理方法是更換調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件或調(diào)節(jié)閥，或安裝閥門定位器，使調(diào)節(jié)閥滿足線性流量特性要求。

    （3）調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)選擇不當。選用的額定流量系數(shù)過大或過小，使調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)的最小或最大流量變大或變小，不能滿足工藝生產(chǎn)過程的操作要求。調(diào)節(jié)閥工作在小開度或大開度位置，控制品質(zhì)變差。故障處理方法是重新核算調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)，安裝符合要求的調(diào)節(jié)閥。

    4.6 流路設計和安裝不當造成的故障

    （1）雙座閥泄漏量增大。雙座閥未采用一體化設計，造成溫度變化時閥內(nèi)件膨脹系數(shù)不同而使泄漏量增大。故障處理方法是選用一體化雙座閥，或選用具有平衡功能的套筒閥。

    （2）三通閥用于合流時，合流的兩股流體溫度不同造成泄漏量增大。故障處理方法是將流體的合流改為分流控制，安裝三通閥在換熱器前，從而保證流體溫度一致。

    （3）流向不當造成噪聲增大。例如，流開調(diào)節(jié)閥用于流關(guān)場合，造成小流量時的噪聲增大。故障處理方法是檢查流向，重新安裝。

    （4）上、下游切斷閥與旁路閥安裝不當，造成污物、冷凝液或不凝性氣體不能排放。故障處理方法是將排污閥安裝在調(diào)節(jié)閥組的最低處，放空閥安裝在調(diào)節(jié)閥組的最高處。

    （5）導向軸套安裝不當，造成中心未對準，使摩擦增大，閥桿卡死。故障處理方法是重新安裝導向軸套。

    4.7 泄漏量造成的故障

    （1）空化和汽蝕造成泄漏量增大。空化、閃蒸和汽蝕會造成閥芯和閥座損壞，使調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大時表現(xiàn)為氣體或液體動力學噪聲的增大。故障處理方法是檢查閥內(nèi)件，更換或研磨閥芯、閥座、閥芯堆焊硬質(zhì)合金，降低調(diào)節(jié)閥兩端壓降，消除噪聲聲源，或采用低噪聲調(diào)節(jié)閥。

    （2）被控流體含有雜物造成泄漏量增大。在開車階段常常因管道吹掃時未將調(diào)節(jié)閥拆下的不規(guī)范操作造成雜物進入調(diào)節(jié)閥，或在運行過程中，被控流體夾帶的雜物積聚在閥體內(nèi)部，這些雜物造成閥芯與閥座密封面損傷，使泄漏量增大。故障處理方法是研磨閥芯和閥座；在管道吹掃時拆下調(diào)節(jié)閥；對含顆粒的被控流體，可在調(diào)節(jié)閥上游安裝過濾裝置；將調(diào)節(jié)閥組安裝在較高位置，并定期進行排污。

    （3）執(zhí)行機構(gòu)與調(diào)節(jié)機構(gòu)連接不合適。故障處理方法是重新安裝，進行泄漏量測試。

    （4）填料安裝不當，造成摩擦力增大或使閥桿變形。故障處理方法是重新安裝填料，對變形的閥桿整形。

    （5）法蘭安裝不當，造成受力不均引起外泄漏。故障處理方法是重新安裝連接法蘭和墊片，并均勻用力壓緊連接法蘭。

    （6）流體流動對閥芯和閥座的磨損。故障處理方法是對閥芯和閥座進行研磨。

    （7）填料安裝不當造成摩擦增大，調(diào)節(jié)閥關(guān)不嚴造成外泄漏量增大。故障處理方法是重新安裝填料，減小摩擦。

    （8）流向選擇不當使不平衡力增大，造成泄漏量增大。故障處理方法是核對設計圖紙，重新安裝。

    4.8 閥芯脫落造成的故障

    （1）調(diào)節(jié)閥流路設計不合理，造成閥芯振蕩和受到剪切力，在長期運行過程中，使閥芯與閥桿的連接銷釘斷裂，從而使閥芯脫落。故障處理方法是檢查調(diào)節(jié)閥流路，更換銷釘。

    （2）閥芯連接銷釘安裝不牢，造成閥芯脫落。故障處理方法是重新安裝銷釘，并緊固。

    4.9 閥門定位器的故障

    （1）閥門定位器凸輪不合適，與調(diào)節(jié)閥流量特性不合適類似，使控制系統(tǒng)在不同工作點處出現(xiàn)不穩(wěn)定或呆滯現(xiàn)象。故障處理方法是根據(jù)被控對象特性和調(diào)節(jié)閥流量特性選擇合適的閥門定位器凸輪，安裝凸輪后需進行調(diào)試。

    （2）閥門定位器放大器故障。包括節(jié)流孔堵塞、放大器增益過大等，前者使輸出變化緩慢，后者使控制系統(tǒng)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。故障處理方法是檢查和疏通放大器節(jié)流孔，當放大器增益過大時，可減小壓緊鋼珠的簧片彈力或更換放大器等。

    （3）閥門定位器檢測桿不匹配，造成死區(qū)增大，不能正確及時反映閥位的反饋信號，控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)變差。故障處理方法是檢查和重新安裝反饋檢測桿。

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