調(diào)節(jié)閥的常見(jiàn)故障分析及處理措施

羅華明

摘要： 在工業(yè)生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)閥作為控制調(diào)整管道介質(zhì)流量的關(guān)鍵部件，常被稱(chēng)為工業(yè)生產(chǎn)管道網(wǎng)絡(luò)的“咽喉”，它對(duì)于整個(gè)管道系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)閥的分類(lèi)及參數(shù)介紹，分析了調(diào)節(jié)閥的選用要點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了調(diào)節(jié)閥的常見(jiàn)故障以及相應(yīng)的處理措施，并結(jié)合問(wèn)題嚴(yán)重程度及設(shè)備重要性提出了運(yùn)行維護(hù)建議，從而達(dá)到統(tǒng)籌安排，優(yōu)化制定調(diào)節(jié)閥維護(hù)計(jì)劃的目的，以此確保調(diào)節(jié)閥的安全穩(wěn)定和持續(xù)運(yùn)行。

Abstract： In industrial production， the regulating valve as a key part to control the flow of medium in the pipeline， often known as the "throat" of the industrial production pipeline network， it is of great significance for the reliable and stable operation of the entire pipeline system. Through an introduction to the classification and parameters of regulating valve， analyses the key points of the selection of regulating valve， regulating valve were introduced in detail the common faults and the corresponding treatment measures， and combining the problem severity and importance of equipment operation maintenance Suggestions were put forward， so as to achieve overall arrangement， the purpose of optimal regulator maintenance plan， to ensure the safe and stable and continuous operation of the valve.

關(guān)鍵詞： 調(diào)節(jié)閥;故障分析;處理措施;運(yùn)行維護(hù)

Key words： regulating valve;fault analysis;treatment measures;operation maintenance

中圖分類(lèi)號(hào)：TE974? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0070-02

0? 引言

調(diào)節(jié)閥在工業(yè)管道系統(tǒng)中扮演著重要的角色，它在控制系統(tǒng)中通過(guò)動(dòng)力操作來(lái)調(diào)整管道內(nèi)流體介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等參數(shù)的部件。通過(guò)接收來(lái)自調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)控制信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的閥門(mén)動(dòng)作，從而達(dá)到改變流體介質(zhì)流量等參數(shù)的目的，進(jìn)而滿足生產(chǎn)工藝的參數(shù)要求。由于調(diào)節(jié)閥直接安裝與工藝管道中，因此長(zhǎng)期處于高溫、高壓、低溫潮濕等惡劣工作環(huán)境中，同時(shí)輸送介質(zhì)多為強(qiáng)腐蝕、有毒、易結(jié)晶等流體，因而調(diào)節(jié)閥極易被腐蝕、老化、損壞，若不及時(shí)維護(hù)處理，將會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失及不良影響。

1? 調(diào)節(jié)閥的分類(lèi)及工作原理

由于不同種類(lèi)的調(diào)節(jié)閥其結(jié)構(gòu)及故障形式可能存在有許多差異，因此在對(duì)調(diào)節(jié)閥故障原因進(jìn)行分析和處理時(shí)，需要先了解調(diào)節(jié)閥的種類(lèi)特點(diǎn)及其工作原理，從而才能對(duì)調(diào)節(jié)閥故障原因有更清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)調(diào)節(jié)閥故障問(wèn)題的處理更有針對(duì)性。

1.1 調(diào)節(jié)閥的種類(lèi)

調(diào)節(jié)閥按照驅(qū)動(dòng)力可以分為電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥和液動(dòng)閥;按照結(jié)構(gòu)形式可以分為單座、雙座、套筒、角型、蝶型、球型等;按照?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的形成可以分為直行程、角行程;按照作用方式分為正作用、反作用、氣開(kāi)、氣關(guān)式;在眾多分類(lèi)中，以閥結(jié)構(gòu)形式劃分應(yīng)用較為普遍，其中單座、雙座、套筒調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用特點(diǎn)介紹如下：①單座閥：多應(yīng)用于要求介質(zhì)泄漏量少的工藝中，調(diào)節(jié)閥前后壓差不明顯以及要求關(guān)閉嚴(yán)密或者安全儀表系統(tǒng)的工藝中。一般對(duì)于介質(zhì)為懸浮液、粘度高、含固體顆粒的介質(zhì)流體工況中。②雙座閥：使用場(chǎng)所基本與單座閥相反，即一般是用在對(duì)介質(zhì)泄漏量要求不高，調(diào)節(jié)閥前后壓差明顯的工藝中，同樣也不適合在介質(zhì)為懸浮液、粘度高、含固體顆粒的介質(zhì)流體工況中應(yīng)用。③套筒閥：該類(lèi)調(diào)節(jié)閥采用雙密封結(jié)構(gòu)，泄漏量大，適用于調(diào)節(jié)閥前后壓差大的工藝中，同時(shí)由于閥塞設(shè)計(jì)中含有平衡孔，因此能夠有效的緩解流體介質(zhì)在閥塞中的不平衡力，早配合閥塞的導(dǎo)向設(shè)計(jì)，可以有效避免閥芯的振蕩。同時(shí)結(jié)合提供的兩種截流窗口，可以利用打小孔實(shí)現(xiàn)降噪，開(kāi)大窗實(shí)現(xiàn)減振的功能。由于由平衡孔的存在該調(diào)節(jié)閥也不適用在含有固體顆粒流體介質(zhì)的工藝中。

1.2 調(diào)節(jié)閥的工作原理

按照驅(qū)動(dòng)力不同，調(diào)節(jié)閥的工作原理也存在一些不同，具體介紹如下：①氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥：控制信號(hào)由控制室（DCS或者PLC控制系統(tǒng)）發(fā)出經(jīng)過(guò)閥門(mén)定位器或者電氣轉(zhuǎn)換器作用于調(diào)節(jié)閥的膜片，推動(dòng)調(diào)節(jié)閥桿到控制信號(hào)的制定位置，由于調(diào)節(jié)閥閥桿與閥芯連接，閥芯隨之移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的不同開(kāi)合程度，在控制信號(hào)與膜片彈簧達(dá)到作用力的平衡狀態(tài)時(shí)，閥門(mén)開(kāi)合位置保持靜止，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體介質(zhì)流量大小的目的。②電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用的是電平衡原理實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的控制，其自身帶有微處理器，通過(guò)接收來(lái)自控制室的控制信號(hào)，并與閥門(mén)傳感器反饋的反映目前閥門(mén)狀態(tài)的高精度數(shù)字信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算數(shù)據(jù)偏差并按照微處理器已編制的程序生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)I/P電氣轉(zhuǎn)換再經(jīng)過(guò)氣動(dòng)放大器后轉(zhuǎn)化為氣動(dòng)信號(hào)，驅(qū)使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)控制，同時(shí)閥門(mén)傳感器又將閥門(mén)新的狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給微處理器，再由微處理器與控制信息對(duì)比發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，循環(huán)往復(fù)直至閥門(mén)狀態(tài)與接收到的控制信號(hào)要求一致，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥的控制。③液動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用磁力，與活塞上的彈簧力、液壓力平衡的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)控制，它是將控制室的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為油動(dòng)機(jī)的液壓信號(hào)，以此來(lái)控制油動(dòng)機(jī)的運(yùn)行行程，從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)合度，改變汽輪器的進(jìn)氣量，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。由于液動(dòng)調(diào)節(jié)閥價(jià)格昂貴，體積笨重，經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)比較低，因此應(yīng)用相對(duì)較少。

2? 常見(jiàn)故障及處理措施

由于調(diào)節(jié)閥直接與工藝中的流體介質(zhì)直接接觸，在正常運(yùn)行中需要對(duì)連續(xù)流動(dòng)的介質(zhì)進(jìn)行降壓與截流操作，因此調(diào)節(jié)閥將不斷受到流體介質(zhì)的磨損、沖刷和腐蝕等影響，同時(shí)受到安裝不規(guī)范、型號(hào)選型不合理、室外惡劣環(huán)境等因素影響，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)泄漏、振蕩、卡澀等故障的出現(xiàn)。這些故障的發(fā)生必將會(huì)影響到整個(gè)工藝流程的穩(wěn)定性，造成產(chǎn)能下降，產(chǎn)品質(zhì)量降低甚至影響到操作人員及設(shè)備的安全。結(jié)合日常維護(hù)與觀察，調(diào)節(jié)閥主要故障及處理措施如下：

2.1 卡堵

卡堵現(xiàn)象是調(diào)節(jié)閥較為常見(jiàn)的故障，表現(xiàn)形式為閥門(mén)開(kāi)關(guān)不到位，動(dòng)作遲緩、不靈活，閥門(mén)控制性能降低，主要原因及措施：①流體介質(zhì)裝填過(guò)實(shí)，造成摩擦力變大，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)大時(shí)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作過(guò)猛，信號(hào)小時(shí)調(diào)節(jié)閥無(wú)反應(yīng)的情況。出現(xiàn)上述情況一般可以通過(guò)移動(dòng)閥芯疏通介質(zhì)的手段來(lái)處理，在外加信號(hào)壓力的前提下反復(fù)旋轉(zhuǎn)閥桿，若無(wú)效果則加大輸入信號(hào)量，利用膜片壓力信號(hào)來(lái)推動(dòng)閥芯上下移動(dòng)，若上述辦法仍無(wú)效果則需要對(duì)調(diào)節(jié)閥解體維護(hù)。②在管道大修或者維護(hù)時(shí)，由于清理不仔細(xì)，導(dǎo)致焊渣、鐵屑等異物堵塞在節(jié)流孔中引起調(diào)節(jié)閥卡堵，通常可通過(guò)快速開(kāi)關(guān)和關(guān)閉復(fù)線或調(diào)節(jié)閥方法，將異物從復(fù)線或調(diào)節(jié)閥出清理出去，若沒(méi)有復(fù)線則在檢修時(shí)清理閥門(mén)異物。

2.2 泄漏

調(diào)節(jié)閥泄漏主要分為內(nèi)泄漏和外泄漏兩類(lèi)，內(nèi)泄漏一般是由于閥體內(nèi)受流體介質(zhì)沖擊、磨損、腐蝕引起密封性受損，或閥體變形引起。為避免發(fā)生內(nèi)泄漏的情況，同時(shí)需要結(jié)合工藝要求及流體介質(zhì)腐蝕情況合理選擇耐腐蝕的調(diào)節(jié)閥，同時(shí)嚴(yán)格安裝操作要求，規(guī)范操作步驟，對(duì)于因密封圈或密封面研磨質(zhì)量不好和不嚴(yán)密的情況，需要嚴(yán)格做好試壓試漏試驗(yàn)，確保不再泄漏后方可投入使用。外泄漏一般是指填料函泄漏，多數(shù)由于填料方法不當(dāng)，或填料與調(diào)節(jié)閥不適應(yīng)引起，閥桿的加工精度或粗糙度較高、出現(xiàn)腐蝕生銹等情況也是引起調(diào)節(jié)閥外泄漏的主要原因，一般采取措施是結(jié)合填料的工藝要求，合理選用填料，裝填填料時(shí)要一圈一圈有序填裝，錯(cuò)開(kāi)斷口，填料老化的要及時(shí)更換，同時(shí)做好調(diào)節(jié)閥閥桿的防腐保護(hù)，及時(shí)除銹或更換已銹蝕的閥桿，提高閥桿加工精度，粗糙度最低要求在3.2微米以下，重要部件粗糙度要求在8微米以上。

2.3 噪聲

調(diào)節(jié)閥噪聲是由于能量吸收和流體介質(zhì)在管道內(nèi)的摩擦紊流引起零部件機(jī)械振動(dòng)所造成，是工業(yè)生產(chǎn)中的主要污染源，它干擾周?chē)淖鳂I(yè)人員，并對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生危害，對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生不良影響，對(duì)于調(diào)節(jié)閥噪聲的治理通常采取消除和減少噪音的手段進(jìn)行處理。調(diào)節(jié)閥的噪聲主要分為流體介質(zhì)噪聲和機(jī)械噪聲、流體噪聲、氣體噪聲三類(lèi)。

機(jī)械噪聲是由于閥體內(nèi)的介質(zhì)流經(jīng)閥體后產(chǎn)生湍流以及不規(guī)則壓力波動(dòng)引起對(duì)閥體的沖擊，引起調(diào)節(jié)閥的共振，從而產(chǎn)生噪聲。當(dāng)出現(xiàn)機(jī)械噪聲時(shí)，需要從根本上消除共振來(lái)治理噪聲。措施主要是減少閥桿內(nèi)可動(dòng)零件配合間隙、減少閥芯質(zhì)量、改變介質(zhì)流向等多種方式改變閥體的原因頻率，減少彼此之間的共振的發(fā)生，從而避免機(jī)械噪聲的產(chǎn)生。流體噪聲主要是當(dāng)液體介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥并產(chǎn)生空化現(xiàn)象時(shí)。由于氣泡的爆炸會(huì)產(chǎn)生噪聲還會(huì)伴隨著對(duì)閥芯、閥座、閥體等零件產(chǎn)生嚴(yán)重氣蝕現(xiàn)象，通過(guò)采取限制閥的壓差，合理選用閥的結(jié)構(gòu)型式可以避免出現(xiàn)空化現(xiàn)象。氣體噪聲是可壓縮氣體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)其流速在節(jié)流最小的截面處可達(dá)到音速?gòu)亩纬蓻_擊波噴射流、漩渦流等亂流。亂流的能量在節(jié)流孔下游會(huì)重新轉(zhuǎn)換成熱能同時(shí)產(chǎn)生氣體動(dòng)力噪聲，采用專(zhuān)門(mén)結(jié)構(gòu)的低噪聲調(diào)節(jié)閥來(lái)克服，或在調(diào)節(jié)閥下游安裝消音器來(lái)降低噪音。

3? 調(diào)節(jié)閥的日常維護(hù)措施

除了在調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障需要開(kāi)展被動(dòng)性維修時(shí)，更重要的還應(yīng)當(dāng)是做好提前事故預(yù)防，定期開(kāi)展對(duì)調(diào)節(jié)閥的維護(hù)可以有效的降低調(diào)節(jié)閥的故障頻率，提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)于自動(dòng)化控制箱各關(guān)鍵部件要制定合理的檢修計(jì)劃，嚴(yán)格觀察潮濕、高溫等惡劣環(huán)境下的部位零件狀況，增強(qiáng)故障頻發(fā)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，合理控制安全隱患。

3.1 定期檢修調(diào)節(jié)閥

在長(zhǎng)期高壓差環(huán)境和腐蝕性介質(zhì)較強(qiáng)的工作環(huán)境下，調(diào)節(jié)閥內(nèi)壁與保護(hù)膜難免因?yàn)槭艿嚼匣?、介質(zhì)沖擊、腐蝕的運(yùn)行。因此相關(guān)設(shè)備管理人員需要定期對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行必須要的檢查維護(hù)，測(cè)試調(diào)節(jié)閥現(xiàn)有的耐腐蝕與抗壓能力。若調(diào)節(jié)閥螺紋出現(xiàn)腐蝕情況將會(huì)直接出現(xiàn)閥體松動(dòng)的現(xiàn)象，最終影響設(shè)備的正常運(yùn)行，因此要重點(diǎn)檢查調(diào)節(jié)閥表層螺紋銹蝕情況。同時(shí)還要加強(qiáng)檢查填料與潤(rùn)滑油，仔細(xì)觀察每一個(gè)配合面是否存在質(zhì)量損壞問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)元件損壞，需要對(duì)其進(jìn)行更換。

3.2 調(diào)節(jié)閥日常巡查

應(yīng)加強(qiáng)調(diào)節(jié)閥日常巡查管理力度，合理制定工作計(jì)劃，安排專(zhuān)業(yè)人員結(jié)合調(diào)節(jié)閥日常運(yùn)行狀況與故障頻次制定檢修周期。在檢查工作中，值班人員不能忽略對(duì)介質(zhì)源和電壓等能源供給環(huán)節(jié)的記錄。認(rèn)真分析液壓油系統(tǒng)運(yùn)行情況、調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)密封狀況以及各連接線是否正常運(yùn)行，注重檢查調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)動(dòng)作的靈敏度，在調(diào)節(jié)過(guò)程中是否存在異常聲響或振動(dòng)。每次日常巡回檢查調(diào)節(jié)閥工作完成后，相關(guān)工作人員都需要詳細(xì)記錄檢查狀況，為下次巡查工作做好鋪墊，提供可靠數(shù)據(jù)。

4? 小結(jié)

調(diào)節(jié)閥在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要部件，其運(yùn)行狀況的好壞將直接影響到整個(gè)工藝控制系統(tǒng)的控制效果和生產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)閥工作原理以及常見(jiàn)故障的原因分析，采取有效的處理措施和改進(jìn)方法，可以最大限度的提高調(diào)節(jié)閥的使用壽命。在日常運(yùn)行管理中，要切實(shí)做好調(diào)節(jié)閥的維護(hù)保養(yǎng)與定期巡查，降低控制系統(tǒng)的故障率，提高自動(dòng)化穩(wěn)定性，確保工藝生產(chǎn)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低成本消耗有著重要的作用。

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