化工用氣動調節(jié)閥故障原因分析與維護措

施薛瑞

摘 要：氣動調節(jié)閥是石油化工生產(chǎn)裝置中最普遍的一種儀表設備，在化工生產(chǎn)過程中起著至關重要的作用。氣動調節(jié)閥的好壞直接影響到系統(tǒng)的生產(chǎn)安全與產(chǎn)品質量。在儀表自動化程度較高的石油化工控制系統(tǒng)中，氣動調節(jié)閥作為自動控制系統(tǒng)的終端執(zhí)行儀表裝置，接收來自控制室發(fā)出的信號，實現(xiàn)對石油化工管道介質流量的調節(jié)，它的動作靈敏度與穩(wěn)定性直接關系著整個調節(jié)系統(tǒng)的質量與安全。本文將對氣動調節(jié)閥發(fā)生故障的原因進行分析，并提出了相應的處理方法。

關鍵詞：氣動；調節(jié)閥；執(zhí)行機構；故障

氣動調節(jié)閥具有價格低廉、結構簡單、性能穩(wěn)定、動作可靠、防火防爆、維修簡便，容易操作等特點，它能與氣動調節(jié)儀表、氣動單元組合儀表等配套使用，通過接受調節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助執(zhí)行機構去改變管道介質的流量實現(xiàn)對介質流量、液位、壓力等參數(shù)的最終控制。

一、氣動調節(jié)閥的工作原理簡述

氣動調節(jié)閥的工作原理是以壓縮空氣作為動力源，以氣缸作為執(zhí)行器，同時借助定位器、電磁閥、電氣閥門轉換器等附件去驅動閥門，從而實現(xiàn)對管道介質的開關量調節(jié)或比例式調節(jié)。氣動調節(jié)閥的執(zhí)行機構接收到自動控制系統(tǒng)輸出的4-20mA模擬信號，按模擬信號的大小執(zhí)行機構產(chǎn)生相應的推動力，推動閥體動作，閥體是直接與管道中的調節(jié)介質直接接觸的，以控制管道中介質的流量、液位、壓力等工藝參數(shù)。

二、氣動調節(jié)閥常見的故障原因分析

（1）氣動調節(jié)閥動作不穩(wěn)定的原因分析

1）氣源不穩(wěn)定：一是減壓閥出現(xiàn)故障導致氣源壓力不穩(wěn)定；二是壓縮機容量太小。

2）輸出信號不穩(wěn)定：一是調節(jié)器不穩(wěn)定；二是沒有控制好系統(tǒng)的時間常數(shù)，從而導致輸出信號不穩(wěn)定。

3）閥桿與元件接觸部分出現(xiàn)了阻滯現(xiàn)象，閥桿在運動過程中受到很大的摩擦阻力。

4）定位器中的放大器由于噴咀擋板不平行，致使擋板蓋不住噴咀。還有可能是由于放大器的球閥受贓物雜質的影響出現(xiàn)磨損不能關嚴，從而導致耗氣量增大產(chǎn)生了震蕩。

5）輸出管線存在漏氣現(xiàn)象，密封不嚴，導致壓力不穩(wěn)定。

（2）氣動調節(jié)閥沒有動作的原因分析

1）沒有氣源沒有信號：一是氣源沒有打開；二是氣源風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈；三是氣源總管存在泄漏現(xiàn)象；四是壓縮機發(fā)生故障沒壓力氣體輸出。

2） 有氣源沒有信號：一是信號管發(fā)生泄漏；二是調節(jié)器發(fā)生故障；三是調節(jié)網(wǎng)膜片有損壞；四是定位器波紋管發(fā)生漏氣。

3）定位器無氣源：一是輸氣管道發(fā)生堵塞或泄漏現(xiàn)象；二是減壓閥發(fā)生故障；三是過濾器被雜物堵塞。

4）定位器有氣源而無輸出：一般是定位器的節(jié)流孔被雜質污物堵塞。

5）有信號沒有動作：一是閥桿折斷或彎曲，閥芯脫落；二是閥芯與閥座卡死不能動作；三是執(zhí)行機構的彈簧因長期不使用而產(chǎn)生銹死現(xiàn)象；四是閥芯、閥座凍結或因雜質污物阻塞。

（3）氣動調節(jié)閥動作遲鈍的原因分析

1）調節(jié)閥定位器響應性能較差，致使出現(xiàn)調節(jié)閥動作遲鈍的現(xiàn)象。

2）調節(jié)閥體內有雜質贓物或黏性大的雜質，出現(xiàn)堵塞，導致閥桿在進行往復行程運動時遲緩。

3）氣源壓力低，或氣動薄膜執(zhí)行機構中膜片損壞、活塞環(huán)密封泄漏出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

4）閥桿彎曲變形或不平直，致使摩擦阻力增大動作遲鈍。

5）填料壓得太緊或填料質量差老化嚴重。

（4）氣動調節(jié)閥振動或噪音大的原因分析

1）氣動調節(jié)閥在任何開度下都產(chǎn)生振動現(xiàn)象：一是支撐不穩(wěn)定；二是調節(jié)閥附近存在振動源；三是襯套與閥芯之間磨損嚴重。

2）氣動調節(jié)閥在接近全閉位置時發(fā)生振動現(xiàn)象：一是單座閥介質流動方向與關閉方向相反，方向不一致；二是調節(jié)閥型號不對選大了，常在小開度情況下選用了較大的調節(jié)閥使用。

（5）氣動調節(jié)閥關閉時滲漏量大原因分析

1）閥芯與閥座之間帶有夾雜贓物，導致出現(xiàn)卡死情況，致使芯不能動作?；蜷y芯、閥座出現(xiàn)了嚴重磨損情況，密封不嚴導致內部大量泄漏。

2）推桿與閥桿之間連接不準確，閥桿彎曲后在動作過程中被卡死，導致閥桿不能達到全關位置。

3）管道中介質壓差太大，實際工況壓差大于設計壓差，操作氣壓不能達到標準，定位器在調試過程沒有達到全行程，致使氣動調節(jié)閥不能達到全閉合狀態(tài)。

4）在閥座下方的墊片因型號、尺寸、材質等問題密封不嚴，引起閥體連接部位產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象，或調節(jié)閥體內腔有砂眼等鑄造缺陷。

三、氣動調節(jié)閥的故障處理與維護措施

在石油化工生產(chǎn)裝置運行維護過程中，氣動調節(jié)閥常出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象，一般與調節(jié)閥自身鑄造材質、結構、輔助裝置、氣源是否清潔及其他外界影響因素有關。氣動調節(jié)閥由于與管道介質直接接觸，其性能直接影響到整個系統(tǒng)質量和安全，所以必須對氣動調節(jié)閥進行定期檢修和經(jīng)常性檢查維護，尤其對使用條件惡劣和重要場合的氣動調節(jié)閥，更應該重視定期檢修維護工作，以最大限度地消除可能存在的安全風險與隱患，減少安全事故的發(fā)生。

（1）氣動調節(jié)閥定期檢修時，應重點留意以下幾方面：

1）對于使用在介質腐蝕性強和高壓差場合的氣動調節(jié)閥，由于閥體內壁、隔膜經(jīng)常受到管道內介質的腐蝕和沖擊，應該重點檢查耐腐蝕和耐壓情況。

2）應重點檢查固定閥座用的螺栓，螺栓內表面易受腐蝕而使閥座固定不緊固產(chǎn)生松動；對高壓差下工作的氣動調節(jié)閥還應該檢查閥座密封面，檢查是否存在被沖蝕、汽蝕情況。

3）閥芯直接受管道內介質的沖刷、腐蝕狀況最為嚴重，在進行檢修時要認真檢查是否存在腐蝕、磨損嚴重情況，特別是在高壓差情況下閥芯因汽蝕現(xiàn)象磨損更為嚴重。

4）逐個檢查“O”型圈、膜片和其它密封墊片是否老化或裂化。

5）注意檢查聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化、密封面是否被損壞，必要時應該進行更換。

（2）日常檢查維護

日常檢查維護也稱預防性維護，它是對氣動調節(jié)閥門發(fā)生故障前的計劃性檢維修。

安裝時預防性措施：

1）保持調節(jié)閥的衛(wèi)生，確保各個部件的完整耐用；對管道進行沖洗，清除遺留在管道內的垃圾雜質等。

2）安裝調節(jié)閥時，避免用撬棒硬拉、硬彎管道，避免調節(jié)閥因長期承受壓力，引起變形。

3）遠離振動源，與振動較大的機械設備保持距離，從而減少振動。

日常巡回檢查時預防性措施：

1）在巡回檢查過程中，應該將注意力集中在調節(jié)閥的運行情況上。檢查閥位指示器和調節(jié)器的輸出保持吻合，對有定位器的調節(jié)閥，對其電源要經(jīng)常進行檢查。

2）定期檢查或加潤滑油，檢查填料是否滲漏。

3）定期清理調節(jié)閥，保持氣源干凈可靠，及時清理氣源管道內的鐵銹和贓物。

結束語

氣動調節(jié)閥產(chǎn)生故障的原因與工藝介質、工藝的操作以及空壓機設備的正常運行都有著千絲萬縷的聯(lián)系，需要自動化儀表維護人員采取適當?shù)奶幚砗透倪M辦法，提高氣動調節(jié)閥的利用率，降低儀表設備的故障率，從而提高化工裝置的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，達到節(jié)能降耗的目的。

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