氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的工作特性及故障分析

李磊

摘 要：氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要用于調(diào)節(jié)工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中的介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥作為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，得到了廣泛的應(yīng)用，在穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制、維護等方面起著舉足輕重的作用，本文對調(diào)節(jié)閥的選型、安裝及維護加以介紹。

關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥；選型；安裝；維護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.184

0 引言

我所工作的濟南濟南圣泉集團是一家立足于玉米芯等植物秸稈綜合利用深加工，及各種生物質(zhì)能源、生物質(zhì)化工產(chǎn)品的大型集團。我所在的計量科負責整個集團的儀器儀表的安裝及維護，公司的自動化程度越來越先進，在DCS、PLC系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用越來越廣泛，近10年的儀表工作實踐和經(jīng)驗，以下文章對氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的工作特性以及故障做出自己科學(xué)、準確的分析。

1 前言

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)用來調(diào)節(jié)各種介質(zhì)溫度、液位、流量和壓力的裝置，它的工作正常與否直接關(guān)系整個裝置的生產(chǎn)能否正常。由于在生產(chǎn)現(xiàn)場，工作環(huán)境常處于高溫高壓、潮濕、粉塵、易燃易爆等惡劣條件。為保證調(diào)節(jié)閥的正常工作，其選型、安裝和維護都十分重要。

2 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的工作原理及調(diào)節(jié)閥的選型與安裝

（1）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥工作原理：當氣室輸入了0.02～0.30MPa信號壓力之后，薄膜推動推力盤向上（下）移動，壓縮彈簧，帶動推桿、閥桿和閥芯向上（下）移動，使閥芯離開閥座，從而保持壓縮空氣流通。當信號壓力保持一個定值時，閥門就維持在一定的開度上。

（2）氣動調(diào)節(jié)閥的選型與安裝。1）氣動調(diào)節(jié)閥的選型：合理的選型是可以使日后的維修率大大減少，通常要考慮其工藝條件，根據(jù)介質(zhì)選擇其閥體的材質(zhì)；通過工藝參數(shù)選擇閥門的口徑；根據(jù)工藝對象特性，選擇合適的流量特性；為了確保安全，選擇氣開閥還是氣關(guān)閥等等。就安全方面選型，以我公司為例，我公司在反應(yīng)釜的生產(chǎn)過程中，蒸汽管路需要用氣開閥，這樣在氣路或電路出現(xiàn)異常情況下，蒸汽管路閥門自動關(guān)閉；循環(huán)水管路需要用氣關(guān)閥，在氣路或電路出現(xiàn)異常情況下，循環(huán)水管路閥門自動打開。2）氣動調(diào)節(jié)閥的安裝：調(diào)節(jié)閥的安裝必須確保安全性和使用性，易于操作和維護等。調(diào)節(jié)閥在安裝時，應(yīng)注意以下幾點：a、調(diào)節(jié)閥安裝之前的檢驗；b、調(diào)節(jié)閥在安裝前應(yīng)徹底清洗管道系統(tǒng)，將污物和焊渣排除干凈，以免調(diào)節(jié)閥在運行時發(fā)生卡住現(xiàn)象；c、調(diào)節(jié)閥通常應(yīng)垂直安裝（特殊要求除外）；d、安裝時，閥體上箭頭方向與介質(zhì)流向必須一致。

（3）閥門定位器：閥門定位器是氣動調(diào)節(jié)閥的主要附件，它與氣動執(zhí)行器配套使用，為了適應(yīng)公司自動化程度的不斷提高，我們通常選用智能閥門定位器。

3 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的故障分析

3.1 氣源故障

（1）壓縮空氣中帶水，導(dǎo)致定位器模塊進水，損壞模塊。我公司氣源帶水是老問題了，水隨著氣源管道進入智能閥門定位器里，直接導(dǎo)致線路板燒壞。所以說，氣源是氣動薄膜調(diào)節(jié)閥中最關(guān)鍵的一部分。（2）油水分離器故障：由于油水分離器處于長期使用，油物很多，氣源壓力過大，分離器漏氣或損壞，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動作緩慢，甚至不動作。（3）氣源銅管損壞，因氣源中長時間帶水，銅管中形成水銹，導(dǎo)致銅管堵塞。

3.2 電源故障

（1）由于接線失誤，接線處進水或受潮等原因，使電源接線處短路。先確定現(xiàn)場信號有無4～20mA信號，如果有檢查其他問題，如果沒有檢查DCS機柜信號的輸出。（2）電源線接頭處故障。電源線接頭受外力的拉拽、環(huán)境的振動，接頭處進水以及絕緣膠布失效絕緣性能等原因是電源線接頭松動或斷開，致使氣動調(diào)節(jié)閥動作異常，不能全開全關(guān)甚至不動作。在實際工作中，電源線接頭在所難免，接頭處很有必要做好防水、絕緣措施。

3.3 閥門定位器故障

以智能閥門定位器為例：最常見的故障是反饋桿松動或脫落。其次就是信號遷移，導(dǎo)致DCS輸出信號與實際閥位不一致，這是我們就需要重新整定一下定位器即可。

4 電氣轉(zhuǎn)換器故障

（1）節(jié)流孔堵塞氣源。內(nèi)臟污堵塞節(jié)流小孔，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥不動作。（2）零點、量程不準。由于現(xiàn)場振動、溫度變化等原因使轉(zhuǎn)換器輸出信號的零點、量程不準。致使調(diào)節(jié)閥不能全開全關(guān)。在對轉(zhuǎn)換器現(xiàn)場調(diào)校中首先應(yīng)保證轉(zhuǎn)換器信號小表指示準確。平常的巡檢工作中應(yīng)對信號小表進行維護。

5 調(diào)節(jié)閥故障

（1）氣動調(diào)節(jié)閥薄膜片損壞。導(dǎo)致這種原因有兩種：一是氣源壓力過大，長時間動作導(dǎo)致膜片磨損損壞；二是膜片使用時間過長，導(dǎo)致膜片老化變質(zhì)，造成裂縫。工作過程中，我更換氣動薄膜片很多次，大部分原因是氣源壓力過大，導(dǎo)致氣動薄膜片損壞，但有可能是膜片質(zhì)量本身的問題。判斷膜片是否漏氣，從膜頭處檢查是否有漏氣現(xiàn)象。（2）閥體內(nèi)漏。閥芯受到介質(zhì)的嚴重腐蝕，或是閥芯受介質(zhì)中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產(chǎn)生的傷痕。有條件的最好更換新閥芯。（3）調(diào)節(jié)閥盤根老化。介質(zhì)的高溫高壓使調(diào)節(jié)閥的盤根老化，加大了對閥桿的摩擦力。其次由于閥桿的頻繁動作使盤根的密封性變差使介質(zhì)外漏。所以在日常維護中應(yīng)該定期增加潤滑油，延長其使用壽命，使閥桿與盤根的摩擦力降低。（4）閥桿與連接件由于現(xiàn)場振動致使其松動或脫落。在日常維護工作中要加強巡檢力度。實際工作中，類似脫落現(xiàn)象時有發(fā)生，維修過程中，要多考慮這方面問題，提高維修效率。（5）閥座受到介質(zhì)中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產(chǎn)生傷痕，或是介質(zhì)的腐蝕，破壞了閥座與閥體間的密封。應(yīng)取出閥座更換密封墊片，嚴重的應(yīng)該更換新閥。（6）閥內(nèi)有焊渣、鐵銹、渣子等雜物堵塞，使調(diào)節(jié)閥卡主關(guān)不到底，應(yīng)拆卸調(diào)節(jié)閥進行雜物清理，清理的同時觀察閥芯閥座是否有劃傷磨損現(xiàn)象。

對于氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的故障分析我列舉了幾點主要的故障現(xiàn)象，當然在我們的實際工作中還會遇到許多各種各樣的故障現(xiàn)象，這就要求我們在工作中認真的分析和總結(jié)。

6 結(jié)束語

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是化工企業(yè)應(yīng)用最廣泛的儀表之一，是自動化控制系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。它的正常工作，對車間生產(chǎn)的正常運行和安全生產(chǎn)有著重大的意義。因此，正確的對調(diào)節(jié)閥進行選型、安裝、維護，才能確保氣動調(diào)節(jié)閥在生產(chǎn)現(xiàn)場中能夠長期、安全、穩(wěn)定的運行。