化工生產中調節閥在調節係統中是必不可少的，它是組成工業自動化係統的重要環節，它如生產過程自動化的手腳。氣動調節閥是以壓縮空氣為動力的一種自動執行器，具有結構簡單、動作可靠、性能穩定等特點。隨著企業自動化程度的逐步提高，集散控製係統(DCS)以及其它智能型儀表在自動化領域中的應用已越來越普遍，通過計算機的優化控製，將使生產取得大效益。而在優化的同時也使控製係統的主要故障集中於調節係統的終端執行裝置即調節閥上，調節閥在控製流體流量的工作過程中，接受控製操作信號，按控製規律實現對流量的調節。它的動作靈敏與否，直接關係著整個控製係統的質量。由於調節閥結構簡單，往往得不到重視。調節閥直接安裝在工藝管道上，使用條件惡劣，如高溫、高壓、腐蝕、易結晶、高黏度等。它的好壞直接影響係統質量，如果維護不善或故障處理不及時就會影響整個控製回路的正常調節。因此，在日常維護中總結分析影響調節閥運行的故障原因及處理方法顯得尤為重要。2氣動調節閥的原理氣動調節閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執行器，並借助於電氣閥門定位器、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，接收工業自動化控製係統的控製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製簡單，反應快速，且本質安全，不需另外再采取防爆措施。當氣室輸入了0.02~0.10MPa信號壓力之後，薄膜產生推力，使推力盤向下移動，壓縮彈簧，帶動推杆、閥杆、閥芯向下移動，閥芯與閥座密封麵接觸，從而使調節閥關閉，切斷物料。當信號壓力維持一定時，閥門就維持在一定的開度上。

1.氣動薄膜調節閥工作原理圖3氣動調節閥的常見故障及處理方法3.1調節閥不動作首先確認氣源壓力是否正常，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於放大器球閥處。用小細鋼絲疏通恒節流孔，清除汙物或清潔氣源。如果以上皆正常，有信號而無動作，則執行機構故障或閥杆彎曲，或閥芯卡死。遇此情況，必須卸開閥門進一步檢查。3.2調節閥卡堵如果閥杆往複行程動作遲鈍，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，閥杆彎曲劃傷等。調節閥卡堵故障大多出現在新投入運行的係統和大修投運初期，由於管道內焊渣、鐵鏽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衝跑。另外還可以用管鉗夾緊閥杆，在外加信號壓力的情況下，正反用力旋動閥杆，讓閥芯閃過卡處。若不能解決問題，可增加氣源壓力、增加驅動功率反複上下移動幾次，即可解決問題。如果還是不能動作，則需要對控製閥做解體處理，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，否則後果更為嚴重。3.3閥泄漏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，下麵分別加以分析。(1)閥內漏閥杆長短不適，氣開閥閥杆太長，閥杆向上的(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。同樣氣關閥閥杆太短，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)調節閥閥杆使調節閥長度合適，使其不再內漏。(2)填料泄漏填料裝入填料函以後，經壓蓋對其施加軸向壓力。由於填料的塑性變形，使其產生徑向力，並與閥杆緊密接觸，但這種接觸並非十分均勻，有些部位接觸的鬆，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，閥杆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麵泄漏，對於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)。閥杆與填料間的界麵泄漏是由於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杆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衝蝕的間隙較小的金屬保護環，注意該保護環與填料的接觸麵不能為斜麵，以防止填料被介質壓力推出。填料函與填料接觸部分的表麵要精加工，以提高表麵光潔度，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，易於維修，且壓蓋螺栓重新擰緊後摩擦力不發生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內部介質的侵蝕，與閥杆和填料函內部接觸的金屬不發生點蝕或腐蝕。這樣，有效地保護了閥杆填料函的密封，保證了填料密封的可靠性，使用壽命也有很大地提高。(3)閥芯、閥座變形泄漏閥芯、閥座泄漏的主要原因是由於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，流體介質的衝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、閥座材料的侵蝕和衝擊，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。3.4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係統頻率相同或管道、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。由於產生振蕩的原因是多方麵的，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幹擾;閥的頻率與係統的頻率相同時，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，具體說是由於閥的流通能力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製或采用子母閥以克服調節閥工作在小開度所產生的振蕩。3.5調節閥噪音大當流體流經調節閥，如前後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，下麵介紹幾種消除噪音的方法。(1)消除共振噪音法隻有調節閥共振時，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。(2)消除汽蝕噪音法汽蝕是主要的流體動力噪音源。空化時，汽泡破裂產生高速衝擊，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範圍，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。(3)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。(4)采用吸音材料法這也是一種較常見、有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪音源和閥後管線。必須指出，因噪音會經由流體流動而長距離傳播，故吸音材料包到哪裏，采用厚壁管至哪裏，消除噪音的有效性就終止到哪裏。這種辦法適用於噪音不很高、管線不很長的情況，因為這是一種較費錢的辦法。(5)串聯消音器法本法適用於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製傳送到固體邊界層的噪音級。對質量流量高或閥前後壓降比高的地方，本法有效而又經濟。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，一般限於衰減到約25分貝。(6)隔音箱法使用隔音箱、房子和建築物，把噪音源隔離在裏麵，使外部環境的噪音減小到人們可以接受的範圍內。(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後的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流板，這是減少噪音辦法中有效的。為了得到佳的擴散器效率，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。(8)選用低噪音閥低噪音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，以避免在流路裏的任意一點產生超音速。有多種形式，多種結構的低噪音閥(有為專門係統設計的)供使用時選用。當噪音不是很大時，選用低噪音套筒閥，可降低噪音10~20分貝，這是經濟的低噪音閥。3.6閥門定位器普通定位器采用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術，主要存在以下故障類型:(1)因采用機械式力平衡原理工作，其可動部件較多，易受溫度、振動的影響，造成調節閥的波動;(2)采用噴嘴擋板技術，由於噴嘴孔很小，易被灰塵或不幹淨的氣源堵住，使定位器不能正常工作;(3)采用力的平衡原理，彈簧的彈性係數在惡劣現場會發生改變，造成調節閥非線性導致控製質量下降。(4)智能定位器由微處理器(CPU)、A/D、D/A轉換器等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同，給定值和實際值的比較純是電動信號，不再是力平衡。因此能夠克服常規定位器的力平衡的缺點。但在用於緊急停車場合時，如緊急切斷閥、緊急放空閥等，這些閥門要求靜止在某一位置，隻有緊急情況出現時，才需要可靠地動作，長時間停留在某一位置，容易使電氣轉換器失控造成小信號不動作的危險情況。此外。用於閥門的位置傳感電位器由於工作在現場，電阻值易發生變化造成小信號不動作、大信號全開的危險情況。因此，為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對它們進行頻繁地測試。4氣動調節閥的日常維護措施調節閥由於直接與工藝介質接觸，其性能直接影響到係統質量和環境汙染，所以對調節閥必須進行經常維護和定期檢修，尤其對使用條件惡劣和重要場合更應重視定期檢修維護工作。而在日常維護中，應特意留意容易出現不足的部分，對常見故障產生的環節要加大檢測力度，大限度地消除可能存在的安全隱患。4.1調節閥定期檢修時，應重點留意以下幾方麵(1)對於使用在高壓差和腐蝕性介質場合的調節閥，閥體內壁、隔膜經常受到介質的衝擊和腐蝕，應重點檢查耐壓、耐腐情況。(2)同定閥座用的螺紋，內表麵易受腐蝕而使閥座鬆動，應重點檢查此部位;對高壓差下工作的閥還應檢查閥座密封麵是否被衝蝕、汽蝕。(3)閥芯受介質的衝刷、腐蝕為嚴重，檢修時要認真檢查是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差情況下閥芯因汽蝕現象磨損更為嚴重。(4)檢查膜片、“O”型圈和其它密封墊是否裂化或老化。(5)應注意聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化、配合麵是否被損壞，必要時應更換。4.2日常巡回檢查應該注意以下幾點(1)向當班工藝操作人員了解調節閥的運行情況。(2)查看調節閥和有關附件的供給能源(氣源、液壓油或電源)(3)檢查液壓油係統運行情況。(4)檢查調節閥的各靜、動密封點有無泄漏。(5)檢查調節閥連接管線和接頭有無鬆動或腐蝕。(6)檢查調節閥有無異常聲音和較大振動，檢查供給情況。(7)檢查調節閥的動作是否靈活，在控製信號變化時是否及時變化(8)偵聽閥芯、閥座有無異常振動或雜音。(9)建立調節閥台帳，記錄每一次故障處理的情況，總結經驗。4.3強製保養定期維護應該注意以下幾點(1)定期對調節閥外部進行清潔工作。(2)定期對調節閥填料函和其他密封部件進行調整，必要時應更換密封部件，保持靜、動密封點的密封性。(3)定期對需潤滑的部件添加潤滑油。(4)定期對氣源或液壓過濾係統進行排汙和清潔工作。(5)定期檢查各連接點的連接情況，腐蝕情況，必要時應更換連接件。5結束語調節閥的維護是一個專業性強的係統工作，要做好這個工作，不僅要在理論上掌握好專業知識，而且要結合實際使用經驗來綜合分析判斷，提高維護水平，這將大大降低儀表故障率，通過對調節閥故障原因分析，采取適當的處理和改進辦法，將大大提高調節閥的利用率，降低係統故障率，對提高經濟效益以及降低能耗都有著重要的作用，提高調節係統的質量，確保工藝生產裝置長周期安全平穩運行。

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