1 氣動調節閥的維護及故障處理

    氣動調節閥是石油化工企業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 閥體內壁

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

    1.1.2 閥芯

    閥芯是調節閥的可動部件之一，受介質的沖蝕較為嚴重，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

    因工作時介質滲入，固定閥座用的螺紋內表面易受腐蝕而使閥座松弛。

    1.1.4 執行機構

    檢查執行機構中的橡膠薄膜是否老化，是否有龜裂現象。

    1.2 日常維護

    當調節閥采用石墨-石棉為填料時，大約3個月應在填料上添加一次潤滑油，以保證調節閥靈活好用；如發現填料壓帽壓得很低，則應補充填料，如發現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節閥的運行情況，檢查閥位指示器和調節器輸出是否吻合；對有定位器的調節閥要經常檢查氣源，發現問題及時處理；應經常保持調節閥的衛生以及各部件完整好用。

    1.3 常見故障及產生的原因

    1.3.1 調節閥不動作

    （1）故障現象：無信號、無氣源。原因：氣源未開；由于氣源含水在冬季結冰，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）故障現象：有氣源，無信號。原因：調節器故障；信號管泄漏；定位器波紋管漏氣；調節網膜片損壞。

    （3）故障現象：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）故障現象：定位器有氣源，無輸出。原因：定位器的節流孔堵塞。

    （5）故障現象：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；閥座閥芯凍結或焦塊污物；執行機構彈簧因長期不用而銹死。

    1.3.2 調節閥的動作不穩定

    （1）故障現象：氣源壓力不穩定。原因：壓縮機容量太??；減壓閥故障。

    （2）故障現象：信號壓力不穩定。原因：控制系統的時間常數（T＝RC）不適當；調節器輸出不穩定。

    （3）故障現象：氣源壓力穩定，信號壓力也穩定，但調節閥的動作仍不穩定。原因：定位器中放大器的球閥受臟物磨損關不嚴，耗氣量特別增大時會產生輸出震蕩；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；執行機構剛性太??；閥桿運動中摩擦阻力大，與相接觸部位有阻滯現象。

    1.3.3 調節閥振動

    （1）故障現象：調節閥在任何開度下都振動。原因：支撐不穩；附近有振動源；閥芯與襯套磨損嚴重。

    （2）故障現象：調節閥在接近全閉位置時振動。原因：調節閥選大了，常在小開度下使用；單座閥介質流向與關閉方向相反。

    1.3.4 調節閥的動作遲鈍

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

    （2）故障現象：閥桿在往復動作時均有遲鈍現象。原因：閥體內有粘物堵塞；聚四氟乙烯填料變質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節閥也會導致動作遲鈍。

    1.3.5 調節閥的泄漏量增大

    （1）故障現象：閥全關時泄漏量大。原因：閥芯被磨損，內漏嚴重；閥未調好關不嚴。

    （2）故障現象：閥達不到全閉位置。原因：介質壓差太大，執行機構剛性小，閥關不嚴；閥內有異物；襯套燒結。

    1.3.6 流量可調范圍變小

    主要原因是閥芯被腐蝕變小，從而使可調的最小流量變小。

    2 電動調節閥的維護及保養

    新設計、安裝的控制系統，為了確保調節閥在開車時能正常工作，并使系統安全運行，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試：基本誤差限；全行程偏差；回差；死區；泄漏量（在要求嚴格的場合時進行）。如果是對原系統中調節閥進行了大修，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。

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

    （1）調節閥屬于現場儀表，要求環境溫度應在－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）調節閥一般應垂直安裝，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）安裝調節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）調節閥安裝前應對管路進行清洗，排除污物和焊渣。安裝后，為保證不使雜質殘留在閥體內，還應再次對閥門進行清洗。在使用手輪機構后，應恢復到原來的空檔位置。

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

    （6）電動調節閥的電氣部分安裝應根據有關電氣設備施工要求進行。如是隔爆型產品應按《爆炸危險場所電氣設備安裝規范》要求進行安裝，如現場導線采用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。

    （7）執行機構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。

    調節閥工作性能的好壞會直接影響整個調節系統的工作質量。由于調節閥在現場是與被調介質直接接觸的，工作環境十分惡劣，因此容易產生各種故障。在生產過程中，除了隨時排除這些故障外，還必須進行經常性的維護和定期檢修。尤其是對使用環境特別惡劣的調節閥，更應重視維護和定期檢修。不同形式的調節閥，其故障及其產生原因是不一樣的。

    3 調節閥在高、低溫下工作不正常的解決方法

    3.1 統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。調節閥在室內組合，在高、低溫下工作，線膨脹不一造成配合直徑產生微小變化，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，當軸徑與襯套內孔徑的線膨脹不一，且軸的膨脹大于襯套內孔的膨脹時，軸的運動或轉動將產生卡跳現象，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，在冷卻時因管線內形成真空，若從填料處向閥體內泄時，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泄。

    4 調節閥使用過程中的常見故障及維修

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

    4.1 填料造成的故障

    （1）填料材質不合適。填料材質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）填料結構設計不當，包括填料和有關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品說明書要求安裝填料和有關附件。

    （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 執行機構的氣密性造成的故障

    （1）氣動薄膜執行機構的膜片未壓緊。膜片未壓緊或受力不均勻造成輸入的氣信號外漏，使執行機構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）氣動活塞執行機構的活塞密封環磨損，造成調節閥不能快速響應，閥桿動作不靈敏。故障處理方法是更換密封環，并檢查汽缸內壁有無磨損。

    （3）氣動薄膜執行機構的膜片破損，表現為閥桿動作不靈敏，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。調節閥安裝不當，造成實際流體流向與調節閥標記流向不一致，使不平衡力變化，如流關調節閥被安裝為流開。故障處理方法是重新安裝。

    （2）執行機構不匹配，造成推力或推力矩不足，使調節閥動作不到位。故障處理方法是更換執行機構。

    4.4 電動執行機構的故障

    （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），小流量時控制系統能夠正常運行，但大流量時控制系統呆滯；或小流量時控制系統極靈敏，甚至出現振蕩和不穩定，但在大流量時，控制系統能夠正常運行。故障原因是選用了線性或快開流量特性調節閥。故障處理方法是更換調節閥的閥內件或調節閥，或安裝閥門定位器，使調節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），小流量時控制系統運行正常，大流量時控制系統出現振蕩或不穩定現象；或小流量時控制系統呆滯，大流量時控制系統能夠正常運行。故障原因是選用了等百分比或拋物線流量特性調節閥。故障處理方法是更換調節閥的閥內件或調節閥，或安裝閥門定位器，使調節閥滿足線性流量特性要求。

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

    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件膨脹系數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，流開調節閥用于流關場合，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節閥組的最低處，放空閥安裝在調節閥組的最高處。

    （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?？栈?、閃蒸和汽蝕會造成閥芯和閥座損壞，使調節閥的泄漏量增大時表現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件，更換或研磨閥芯、閥座、閥芯堆焊硬質合金，降低調節閥兩端壓降，消除噪聲聲源，或采用低噪聲調節閥。

    （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節閥拆下的不規范操作造成雜物進入調節閥，或在運行過程中，被控流體夾帶的雜物積聚在閥體內部，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節閥；對含顆粒的被控流體，可在調節閥上游安裝過濾裝置；將調節閥組安裝在較高位置，并定期進行排污。

    （3）執行機構與調節機構連接不合適。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，調節閥關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）調節閥流路設計不合理，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節閥流路，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，與調節閥流量特性不合適類似，使控制系統在不同工作點處出現不穩定或呆滯現象。故障處理方法是根據被控對象特性和調節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試。

    （2）閥門定位器放大器故障。包括節流孔堵塞、放大器增益過大等，前者使輸出變化緩慢，后者使控制系統出現共振現象。故障處理方法是檢查和疏通放大器節流孔，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，造成死區增大，不能正確及時反映閥位的反饋信號，控制系統的控制品質變差。故障處理方法是檢查和重新安裝反饋檢測桿。

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