控製閥在煉油及化工(gōng)行業應用廣泛,是生產過程中用來控製流體流量、壓力和液位的一種常用的調節設備。在控 製閥的應用中,計算(suàn)和選型是前提(tí),安(ān)裝和調試是關鍵,使用和(hé)維護是(shì)目(mù)的。控製閥如(rú)果選型(xíng)不當,安裝不當(dāng)或者調 試不好,就起不到調節作用。因此熟(shú)悉掌握控製閥工作原理和(hé)維修技能相當重要。
控製閥原理
氣動控製閥以壓縮空氣為動力源,通(tōng)過氣缸、薄膜為執行機構,並借助(zhù)電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥,保位 閥等附件,實現開關量或者連續調節,接收DCS的控製信號來調節介質的流量、壓力、溫度等(děng)各種工藝參數。氣動閥 主(zhǔ)要分(fèn)為氣開(kāi)型和氣關型兩種,特點是控製簡單、反應快速(sù)、本質安全、不需要采用防爆措施。
控製閥故障(zhàng)形式及原因
氣動(dòng)控製閥(fá)故障形式主要為:內漏閥門不動作、開度波動較大、出現卡(kǎ)塞現象、動作正常但流量未變化。原因主 要(yào)有:閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控製電纜故障、維修保(bǎo)養不(bú)到位、閥門品質(zhì)問題、選型或者設 計原因、氣動元(yuán)件故障。
01、閥體故障及對策
常(cháng)見故障
1)蝶閥金屬閥座(zuò)損壞導致閥體被卡住;蝶閥固(gù)定插銷脫落或者(zhě)半球閥閥芯與閥杆連接螺栓 滑絲,主要表現為閥軸(zhóu)看起來已經動作但(dàn)實際閥芯並未動作
2)球閥(fá)閥體內部磨損導致閥門容易(yì)被卡或者(zhě)閥門動作遲(chí)緩(huǎn);球閥軟密封墊圈損壞導致閥門 內漏或者被卡。
3)半球閥閥軸軸套損(sǔn)壞(huài)導致閥門動作困難。
4)蒸汽閥(fá)閥杆密封因高溫老化導致蒸汽泄漏;蒸汽閥消音板脫落,導致閥門經常(cháng)被卡住而 且管道噪(zào)音異常大。
5)閥杆(gǎn)內部(bù)磨損或者腐蝕導致閥門內漏;閥杆填料處密封件損壞而泄漏。
原因對策
1)閥芯閥座泄漏的產生原因為閥芯(xīn)閥座表麵磨損(sǔn)或者被(bèi)腐蝕,執行機構作用力太(tài)小,閥座 螺紋被磨損而鬆動。故障處理方式:改善研磨結合麵,調整執行機(jī)構和閥杆的連(lián)接,擰緊螺(luó)栓或者更換閥芯閥座。
2)閥座環與閥體之間泄漏的產生(shēng)原因為擰緊力矩太(tài)小,閥體表麵光潔度差,墊片不合適, 閥體有小孔或者有毛刺。故障處(chù)理方式:加大擰力,重新清洗和處理閥體,更換合適的(de)墊(diàn)片,重新將閥體焊接處(chù)理。
3)填料泄漏(lòu)的產生原因為(wéi)閥杆光潔度不好或者產生彎曲,填料蓋(gài)沒有壓緊或者填料類型不合理,填料層堆得太高, 填料出現(xiàn)腐蝕坑或(huò)者填料蓋(gài)變形損壞。故障處理(lǐ)方式:磨光閥杆並壓直,重新擰緊或更換填(tián)料;安裝間隔環,減少高 度,改為(wéi)性能好的填料(liào),修理更換壓蓋及相關的法蘭(lán)螺栓等。
4)閥(fá)杆及閥振動而導致閥杆連接處脫開或者折斷,產生原因為力矩太大(dà),銷(xiāo)子連接不合適。故障處理方式:改用閥 芯閥杆整(zhěng)體件或(huò)者焊接閥(fá)芯,將連接件連接牢固,消除振動因數。閥振(zhèn)動的產生原因為密封填料(liào)泄漏,旁路未調好, 定位器增益太高,支撐不好有振動源。故障處理方(fāng)式:潤滑填料並調整,重新調整旁路,選用低增益型(xíng)定位器,將閥 固定牢(láo)固避開振(zhèn)動源。
02、氣缸故障原因及對策
常見故(gù)障
1)執行(háng)機構限位螺栓脫落導致氣缸漏氣,引起閥門不能動作或者動作遲緩,達不到預定開 度。
2)氣缸O形密(mì)封環損壞導致漏氣,引起閥門(mén)動(dòng)作困難或者不能動作。
3)氣缸活塞變形導致摩擦力增大,氣缸螺栓鬆動引起氣(qì)缸漏氣,從而引起閥門(mén)動作困難(nán)。
4)氣缸帶動閥體動作的聯動機構鬆脫或者生鏽(xiù)導致閥門動作困難。
5)氣缸容(róng)量(liàng)偏小或者氣缸彈簧故障(zhàng)導致閥門動作困難。
原因對策
1)活塞密封處泄漏的(de)產生原因為氣(qì)缸光潔度太差;活塞環裝配密封性不夠,密封環使用溫 度過高,密封件使用時間太長損壞。故障處(chù)理方式:研磨氣缸並重新調整氣缸限位螺栓,根據(jù)使用溫度重新選擇密封 環,更換時應正確安(ān)裝。
2)氣缸(gāng)限位螺(luó)栓鬆動的處理方(fāng)式:重新將螺栓擰緊。
3)活塞摩(mó)擦力大的處理方(fāng)式:重新塗潤滑油,重新清洗及研磨氣缸和活塞。
4)閥門動(dòng)作困難不能達到固定行(háng)程,執行機構彈簧定值不夠或者彈簧損壞,限位塊位置不 準。處理方式:校(xiào)準、重調、更換(huàn)彈簧。
03、定位器故障原因及(jí)對策
常(cháng)見故障
1)定(dìng)位器電路板故障引起閥門動作不正常(cháng)。
2)小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異(yì)常,原因為儀表空氣潔淨度不高,或者有髒物進 入定位器內部導致小滑(huá)閥磨(mó)損從而引起閥門動(dòng)作異常。
3)定位器比(bǐ)例閥損(sǔn)壞引起(qǐ)閥門動作異常(cháng)。
4)滑動變阻器(qì)損壞導致閥門定位不準,引起閥(fá)門動作出(chū)現異常,主要原因為環境溫度過高 且有水等其他液體進入導致變阻器損壞。
5)定位器氣源接口(kǒu)的O形(xíng)密封環斷裂,導致斷裂的O形密封環(huán)卡住小(xiǎo)滑閥閥杆,使之不能(néng)動 作(zuò)。
6)定位器葛蘭頭處密封性不好,導致定位器電路板進(jìn)水損壞。
7)因管(guǎn)道振動過大,周圍環(huán)境溫度過高,濕度過大,引起電路板出現故障。
原因對策(cè)
1)葛蘭頭處密封問題導致定位器進水引起電(diàn)路板損壞。故(gù)障處理方式:提高葛蘭頭密封性(xìng) ,從而避(bì)免(miǎn)定位器(qì)內部進水(shuǐ)導致電路板損壞。
2)因儀表空氣(qì)濕度大且灰塵較多,導致小滑閥進入髒物而引起小滑閥磨損,從而使閥門動 作不正常。故障處理方式:增加空氣過濾器(qì)以改善儀表空氣質量。
3)因周邊溫(wēn)度過高、濕度過大、振動過大導致滑動變阻器及電路(lù)板頻繁損壞。故障處(chù)理方 式:將電路板和小滑(huá)閥及滑動變阻器分離,做成分離式閥門定位器(qì)。
4)因定位器O形密封環(huán)經常斷(duàn)裂,導致小滑閥(fá)閥杆被卡住,主要原因為(wéi)氣(qì)源壓力過大,正 常情況應為0.5MPa左右,高於(yú)0.5MPa時會導致密封圈老化加快(kuài),容易損壞。故障處理方式:使(shǐ)氣源壓力保持在0.4MPa 左右,另外需提供質量更好的(de)密封圈。
04、工藝及設計引起的故障及對策
常見故障
1)工藝參(cān)數改變導致管道壓差(chà)過大等原因引起的閥門不能動作。
2)因介質原因導致閥體結垢,引起閥門動作異常。
3)因管道堵塞(sāi)引起的閥門不能(néng)正常動作。
4)因設計選(xuǎn)型原因,執行機構偏小,力(lì)矩不夠,閥門不能正常動作,閥體材(cái)質不合適,導 致閥體損壞。
原因對策(cè)
1)壓(yā)差過大導(dǎo)致控製閥不能正常開啟。處理方式:在控製閥前後加裝1台旁通閥。
2)因工藝原因閥體結垢(gòu)而導致控製閥不能正常開啟。處理方式:增加衝洗水管,另外定期 拆開閥門清洗閥體,必要時打磨閥(fá)芯(xīn)。
3)管道堵(dǔ)塞導致控製閥不能動作。處理方式(shì):優化操作方式,盡量不使管道堵塞,另外拆 開管道衝(chōng)洗閥門。
4)關於設計選型問題。處理方式:在設計(jì)階段盡量優化各種工(gōng)藝參數,保證選型時不會(huì)因 為工藝參數不準導致選型出現問題。
05、DCS原因引起的故障及對策
常見故障
1)I/O卡件損壞沒有信號輸出導致控製閥不能動作。
2)DCS輸出信號不穩定,導致(zhì)控製閥開度波動,使控製閥動作不正常(cháng)。
3)控製電纜損壞或者絕緣不好、接線鬆動導致信號不正常從而引起(qǐ)控製閥動作(zuò)不正常。
4)由於(yú)保(bǎo)養不到位導致定位器進水,氣缸腐蝕漏(lòu)氣,氣源管(guǎn)卡套(tào)脫落漏氣等原因引起控製 閥動作不正常。
5)由於巡查不細致,隱患未及時發(fā)現導致進一步擴大,最終引(yǐn)起控製閥動作異常。
原因對策
日常應做好維修保養和巡(xún)檢(jiǎn)工作,發現隱患及時處理;當控製閥開度出現波動(dòng)時及時檢查 PID參(cān)數(shù)設(shè)置是否正確並及時調整參數。
06、氣動元件損壞導(dǎo)致的故障及(jí)對策
常見故障
1)氣源軟管老(lǎo)化破損或者不鏽鋼氣源管漏氣導致氣(qì)源壓力偏低,使控製閥動(dòng)作出現異常。
2)空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過髒導致(zhì)控製閥動作出現異(yì)常。
3)氣(qì)源壓力偏低或者氣源未開導致控製閥動作出(chū)現(xiàn)異常。
原因對策
1)更換質量更好的氣源軟管(guǎn)或者空氣過濾器;定期巡檢,發現氣源軟管或者空氣過濾器有 破損漏氣跡象(xiàng)時,或者濾(lǜ)芯過髒需找(zhǎo)機會盡快更(gèng)換。
2)調(diào)整氣源壓力滿足氣動閥門最小氣源壓力要求(qiú)。