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氣動調節閥的常見故障及處理方法
來源:www.lxqix.tw

調節閥簡述:
氣動調節閥是石油、化工、電力、冶金等工業企業廣泛使用的工業過程控制儀表之一。化工生產中調節閥在調節系統中是必不可少的,它是組成工業自動化系統的重要環節,它如生產過程自動化的手腳。氣動調節閥就是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執行器,并借助于閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門,實現開關量或比例式調節,接收工業自動化控制系統的控制信號來完成調節管道介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單,反應快速,且本質安全,不需另外再采取防爆措施。下面,了解一下氣動調節閥的常見故障及處理方法。

1 調節閥不動作
首先確認氣動調節閥的氣源壓力是否正常,查找氣源故障。如果氣源壓力正常,則判斷定位器或電/氣轉換器的放大器有無輸出;若無輸出,則放大器恒節流孔堵塞,或壓縮空氣中的水分聚積于放大器球閥處。用小細鋼絲疏通恒節流孔,清除污物或清潔氣源。如果以上皆正常,有信號而無動作,則執行機構故障或閥桿彎曲,或閥芯卡死。遇此情況,必須卸開閥門進一步檢查。

2 調節閥卡堵
如果氣動調節閥桿往復行程動作遲鈍,則閥體內或有黏性大的物質,結焦堵塞或填料壓得過緊,或聚四氟乙烯填料老化,閥桿彎曲劃傷等。調節閥卡堵故障大多出現在新投入運行的系統和大修投運初期,由于管道內焊渣、鐵銹等在節流口和導向部位造成堵塞從而使介質流通不暢,或調節閥檢修中填料過緊,造成摩擦力增大,導致小信號不動作、大信號動作過頭的現象。遇到此類情況,可迅速開、關副線或調節閥,讓贓物從副線或調節閥處被介質沖跑。另外還可以用管鉗夾緊閥桿,在外加信號壓力的情況下,正反用力旋動閥桿,讓閥芯閃過卡處。若不能解決問題,可增加氣源壓力、增加驅動功率反復上下移動幾次,即可解決問題。如果還是不能動作,則需要對控制閥做解體處理,當然,這一工作需要很強的專業技能,一定要在專業技術人員協助下完成,否則后果更為嚴重。

3 調節閥泄漏
氣動調節閥泄漏一般有調節閥內漏、填料泄漏和閥芯、閥座變形引起的泄漏幾種情況,下面分別加以分析。

3.1 閥內漏
閥桿長短不適,氣開閥閥桿太長,閥桿向上的(或向下)距離不夠,造成閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致不嚴而內漏。同樣氣關閥閥桿太短,也可導致閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導致關不嚴而內漏。解決方法:應縮短(或延長)調節閥閥桿使調節閥長度合適,使其不再內漏。

3.2 調節閥填料泄漏
填料裝入填料函以后,經壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性變形,使其產生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸并非十分均勻,有些部位接觸的松,有些部位接觸的較緊,甚至有些部位根本沒有接觸上。調節閥在使用過程中,閥桿同填料之間存在著相對運動,這個運動叫軸向運動。在使用過程中,隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質的影響,調節閥填料函也是發生泄漏現象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于紡織填料還會出現滲漏(壓力介質沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時壓力介質就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。為了使填料裝入方便,在填料函頂端倒角,在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環,注意該保護環與填料的接觸面不能為斜面,以防止填料被介質壓力推出。填料函與填料接觸部分的表面要精加工,以提高表面光潔度,減小填料磨損。填料選用柔性石墨,因為它的氣密性好、摩擦力小,長期使用變化小,磨損的燒損小,易于維修,且壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發生變化,耐壓性和耐熱性良好,不受內部介質的侵蝕,與閥桿和填料函內部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。這樣,有效地保護了閥桿填料函的密封,保證了填料密封的可靠性,使用壽命也有很大地提高。
3.3 閥芯、閥座變形泄漏閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調節閥生產過程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過,流體介質的沖刷也會造成調節閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質在通過調節閥時,便會產生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊,使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著時間的推移,導致閥芯、閥座不匹配,存在間隙,關不嚴而發生泄漏。把好閥芯、閥座的材質選型關。選擇耐腐蝕的材料,對存在麻點、沙眼等缺陷的產品要堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重,可用細砂紙研磨,消除痕跡,提高密封光潔度,以提高密封性能。若損壞嚴重,則應重新更換新閥。

4 調節閥振蕩
調節閥的彈簧剛度不足,調節閥輸出信號不穩定而急劇變動易引起調節閥振蕩。還有所選閥的頻率與系統頻率相同或管道、基座劇烈振動,使調節閥隨之振動。選型不當,調節閥工作在小開度存在著劇烈的流阻、流速、壓力的變化,當超過閥的剛度,穩定性變差,嚴重時產生振蕩。由于產生振蕩的原因是多方面的,要具體問題具體分析。對振動輕微的,可增加剛度來消除,如選用大剛度彈簧的調節閥,改用活塞執行結構等;管道、基座劇烈振動,可通過增加支撐消除振動干擾;閥的頻率與系統的頻率相同時,更換不同結構的調節閥;工作在小開度造成的振蕩,則是選型不當造成的,具體說是由于閥的流通能力C值過大,必須重新選型,選擇流通能力C值較小的或采用分程控制或采用子母閥以克服調節閥工作在小開度所產生的振蕩。

5 調節閥噪音大
當流體流經調節閥,如前后壓差過大就會產生針對閥芯、閥座等零部件的氣蝕現象,使流體產生噪聲。流通能力值選大了,必須重新選擇流通能力值合適的調節閥,以克服調節閥工作在小開度而引起的噪音,下面介紹幾種消除噪音的方法。

5.1 消除共振噪音法
只有調節閥共振時,才有能量疊加而產生100多分貝的強烈噪音。有的表現為振動強烈,噪音不大,有的振動弱,而噪音卻非常大;有的振動和噪音都較大。這種噪音產生一種單音調的聲音,其頻率一般為3000~7000赫茲。顯然,消除共振,噪音自然隨之消失。

5.2 調節閥消除汽蝕噪音法
汽蝕是主要的流體動力噪音源。空化時,汽泡破裂產生高速沖擊,使其局部產生強烈湍流,產生汽蝕噪音。這種噪音具有較寬的頻率范圍,產生格格聲,與流體中含有砂石發出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪音的有效辦法。

5.3 調節閥使用厚壁管線法
采用厚壁管是聲路處理辦法之一。使用薄壁可使噪音增加5分貝,采用厚壁管可使噪音降低0~20分貝。同一管徑壁越厚,同一壁厚管徑越大,降低噪音效果越好。如DN200管道,其壁厚分別為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時,可降低噪音分別為-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當然,壁越厚所付出的成本就越高。

5.4 調節閥采用吸音材料法
這也是一種較常見、最有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪音源和閥后管線。必須指出,因噪音會經由流體流動而長距離傳播,故吸音材料包到哪里,采用厚壁管至哪里,消除噪音的有效性就終止到哪里。這種辦法適用于噪音不很高、管線不很長的情況,因為這是一種較費錢的辦法。

5.5 調節閥串聯消音器法
適用于作為空氣動力噪音的消音,它能夠有效地消除流體內部的噪音和抑制傳送到固體邊界層的噪音級。對質量流量高或閥前后壓降比高的地方,本法最有效而又經濟。使用吸收型串聯消音器可以大幅度降低噪音。但是,從經濟上考慮,一般限于衰減到約25分貝。

5.6 調節閥隔音箱法
使用隔音箱、房子和建筑物,把調節閥噪音源隔離在里面,使外部環境的噪音減小到人們可以接受的范圍內。

5.7 串聯節流法
在調節閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合,采用串聯節流法,就是把總的壓降分散在調節閥和閥后的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流板,這是減少噪音辦法中最有效的。為了得到最佳的擴散器效率,必須根據每件的安裝情況來設計擴散器(實體的形狀、尺寸),使閥門產生的噪音級和擴散器產生的噪音級相同。

5.8 選用低噪音閥
低噪音調節閥根據流體通過閥芯、閥座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步減速,以避免在流路里的任意一點產生超音速。有多種形式,多種結構的低噪音閥(有為專門系統設計的)供使用時選用。當噪音不是很大時,選用低噪音套筒調節閥,可降低噪音10~20分貝,這是最經濟的低噪音閥。

氣動調節閥結構圖


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