氣動薄膜調節閥常見故障及處理方法

2022-05-09 04:06:03 字數 3246 閱讀 6980

張瑞璽(山東陽煤恆通化工股份公司山東郯城276100)

【摘要】本文在實踐的基礎上,討論了調節閥在自動控制系統中常見的故障原因和排除方法,通過對各種具體故障的原因進行分析、判斷,給出相應的處理方法、改進措施。

【關鍵詞】自動控制系統;調節閥;故障處理

科氣動薄膜調節閥作為自動控制系統中的終端執行元件,與其他儀表配套使用,可實現生產過程中液位、壓力、溫度、流量等工藝引數與其他介質如液體、氣體、蒸汽等的自動調節和遠端控制。作為最終控制過程介質各項質量及安全生產指標的調節閥,它在穩定生產、優化工況、產品質量控制等方面都起到非常重要的作用,特別在化工流程裝置性生產中,隨著裝置高負荷執行,調節閥的腐蝕、沖刷、磨損、內漏等問題不斷發生,從而導致調節閥的使用壽命縮短、工作效能下降,進而引起工況不穩,裝置的生產效率大幅下降,嚴重時可導致系統癱瘓。從現實的維護維修資料來看,調節系統的故障大部分出自調節閥。

本文針對幾種常見的故障現象進行分析總結,並提出相應的解決辦法。

1外漏與內漏

對調節閥出現外漏情形,如果調節閥經常在低溫環境中工作且其填料未使用密封油脂的,可以考慮增加密封油脂,如果條件許可時,可將其密封填料取出換成新的油脂填料,提高閥桿密封效能。在裝備或裝置的大修時,及時的增加填料盒中的填料,以延長調節閥的有效工作時間。對於調節閥工作溫度波動大、工作環境變化幅度大情形,使用四氟填料進行填充的,如果密封效能下降快。

還可以考慮更換為石墨填料,由於石墨填料柔軟,使用壽命長。如果調節閥的密封墊片是石棉板材料的,在高溫高壓下,其密封效能較差,壽命也較短,特別在裝備停車後,溫度、壓力降低,如果再執行容易引起介質外洩。現在改用金屬纏繞墊片等其他耐用墊片,也可以減少外洩。

在實際工作中,改變調節閥的介質流向,置p2在閥杆端,也能很有效地防止外漏事故。對調節閥的內漏情形,由於調節閥經常作為減壓閥使用,長時間的控制高壓減低壓,調節閥的閥頭經常長時間的受到沖刷,閥頭磨損嚴重、變細,從而導致沖刷變形,針對這種情況,可以考慮使用耐磨材質的閥頭或用研磨法減小或消除密封間隙,提高密封面的光潔度,提高密封效能。如果是單座閥的調節閥前後壓差過大引起的內漏,可已考慮改用雙座閥或角閥,其雙座閥盡量採用軟密封,以保證工作中的穩定性。

在維護維修中,提高執行機構密封力,也是保證閥關閉,防止內漏的常用方法,具體的包括增加氣源壓力、改用大推力的執行機構、改小零點彈簧的予緊力、使用定位器或轉換器等。

2動作遲鈍

在系統的執行過程中,閥桿的正常工作是關鍵關節,但是由於長時間沒有合理維護或者清洗等原因,閥桿容易發生動作遲鈍現象。常見的有閥杆往復行程遲鈍與單方向行程遲鈍兩種故障現象。當閥體內有泥漿或顆粒性大的物質,容易產生堵塞或結焦現象,會影響往復行程的流利性,針對這種,故障可在閥前安裝管道過濾器,並定期沖刷清洗或增大節流間隙,也可將直通閥門改為角形閥門,從而使閥杆執行更加順暢。

如果閥門中的四氟填料由於長時間的使用而硬化變質,需要更換填料。如果閥門中的閥杆只在某單方向行程中動作遲鈍,則考慮閥門氣室中薄膜破損漏氣,從而導致輸出力達不到要求,而引起閥桿動作遲鈍,這時應及時更換薄膜。導致動作遲鈍的原因還有閥桿單程定位器與氣室連線管線漏氣或氣源壓力不足等,如果定位器的輸出壓力不足,則應增加氣源壓力,然後連線好氣源管線,並進一步地檢查定位器。

3閥門定位器無輸出故障

在儀表的工作過程中,由於一些原因導致放大器不能正常工作或儀表不能正常顯示工作狀態,會導致閥門定位器無輸出現象。這種故障的原因很多,應根據具體故障根源進行維修和處理。如果恆節流孔堵塞或恆節流中的「o」型圈損壞,則會引起氣動放大器背壓室沒有壓力或者壓力很小,從而導致放大器不工作,氣源無法輸出,這時可疏通節流孔,更換「o」型圈。

如果噴嘴擋板長時間沒有清洗,噴嘴擋板表面不清潔,或者噴嘴安裝不規範,導致噴嘴、擋板不能正常使用,從而使得節流孔及背壓室中氣壓達不到要求,氣動放大器也就不能正常工作,針對這種故障,可以清洗擋板,正確安裝噴嘴。

4調節閥在工作中不穩定、**

調節閥在工作中如果由於自身結構的限制或者操作設定不當等原因,會出現**現象,其工作狀態不穩定。這種現象原因比較複雜,具體可分為硬體環境不穩定、引數設定不當與附件工作不穩定三種情形。由於閥門受其自身結構的限制,在某些開度上工作時穩定性差,如雙座閥在10%以內、80%-90%開度上是其工作的不穩定區。

這種故障屬於調節閥自身的原因造成的,當遇到這種情況時,應熟悉調節閥的工作狀態,應避免調節閥在不穩定區內工作。另一方面,調節閥在振動工作環境下工作時,如調節閥安裝在大功率風機或幫浦出口或者附近有大功率裝置時,容易引起管道大幅振動,應加固工藝管道或更換位置安裝。如果調節閥的流通能力c值選得太大,容易使調節閥工作不穩定,這可更換c值適合的調節閥或適當關閉調節閥的前切截止閥,以使調節閥的開度加大。

如果調節迴路引數設定不合理,閥門定位器靈敏度過高,修改調節迴路的引數,以降低定位器的靈敏度,降低閥門的響應速度。解決調節閥的震動的方法,首先要根據故障的現象找出震動原因,然後根據具體故障進行調整。常見的有下列七個方面可以考慮。

(1)增加執行機構的剛度:可以消除或減弱調節閥的振盪和振動。

(2)增加阻尼法:即增加振動的摩擦,也能消除或減弱調節閥的振盪和振動。

(3)增大導向尺寸,減少配合間隙;由於閥門的導向尺寸都比較小,閥門的配合間隙一般都很大,這對產生機械振動是有幫助的,因此,在發生機械振動時,通過增大導向尺寸,減少配合間隙能消弱振動。

(4)改變節流元件形狀,消除共振:改變節流件的形狀,可以改變振源的頻率,消弱共振的發生。

(5)更換調節閥的結構型別,消除共振。

(6)減小氣蝕振動:氣蝕主要是流體的動力噪音,其具有較寬的頻率範圍,當於工藝管線頻率相近時引起共振,引起調節閥的振動,加固管道,消除共振的產生。

(7)避開振源波:減少振動。

5噪音調節閥工作中的噪音難以避免,但是如果噪音超出一定範圍,應該考慮進行整修,常見的噪音原因及解決方法有下列4種情形:(1)消除共振噪音法:當調節閥共振時,由於能量的加,

產生強烈的噪音,設法消除共振,噪音隨之消除。(2)消除氣蝕噪音法:氣蝕是主要的流

體動力噪音源,它具有較寬的頻率範圍,產生「咯咯」聲。消除和減小氣蝕是消除和減小噪音的有效方法。(3)使用厚壁管線法:

採用厚壁管道是消除噪音源的處理方法之一,同等管徑的壁越厚,降低噪音的效果越好,同等壁厚的管道,其直徑越大,降低的噪音也越大。(4)串聯消音器法:這種方法一般適用於空氣動力噪音源上,它能夠有效地消除流體內部的噪音和抑制傳送過程中的噪音。

以上是根據我們在實際工作中的經驗所總結的調節閥在自動控

制系統中常見的故障現象和排除方法,通過對調節閥故障原因進行分析、判斷,採用相應的處理方法、改進措施,一方面排除調節閥工作故障,另一方面也能提高調節閥的利用率,降低儀表故障發生頻次,對流程工藝的生產效率和經濟效益的提高及節能減排都有著重要的作用,可有效提高控制系統的穩定性和可靠性,保證生產裝置的長週期執行。

作者簡介:張瑞璽(1970—),男,山東郯城人,從事儀器儀表應用研究。[責任編輯:曹明明]

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