控製(zhì)閥在煉油及化工行業應(yīng)用廣泛,是生產過程中用來控製流體流量、壓力和(hé)液(yè)位的一種常用的調節設備。在控 製閥的應用中,計算和選型是前提,安裝和(hé)調試是關鍵,使用和維護是目的。控製(zhì)閥如果選型不(bú)當,安裝不當或者調 試不好,就起不到調節作用。因此熟悉掌握控(kòng)製(zhì)閥工作(zuò)原理和維修技能相當(dāng)重要。
控製閥原理
氣動控製閥以壓縮空氣為動力源,通過氣缸、薄膜(mó)為執行(háng)機構,並借助電氣(qì)閥門定位器、轉換器、電磁閥,保位(wèi) 閥等(děng)附件,實現開關量或者連(lián)續調節,接收DCS的控(kòng)製信號來調(diào)節介質的流量、壓力、溫(wēn)度(dù)等各種工藝參數。氣動閥 主要分為氣開(kāi)型和氣關型兩種,特點是控(kòng)製簡單、反應(yīng)快速、本質安全、不需要(yào)采用防爆措施。
控製閥故障(zhàng)形式及原因
氣動控製閥故障形式主要(yào)為:內漏閥門不動作、開度波動較大、出現卡塞現象(xiàng)、動作正常但流量(liàng)未變(biàn)化。原因主 要(yào)有:閥體故障、氣缸(gāng)故障、定位器(qì)故障、DCS故障、控製電纜故障、維(wéi)修保(bǎo)養不到位、閥門品質問題、選型或者設 計原(yuán)因、氣動(dòng)元件故障。
01、閥體故障及對策
常見故障(zhàng)
1)蝶閥金屬閥座損壞導致閥體被卡住;蝶閥固定插銷脫落或(huò)者半球(qiú)閥閥芯與閥杆連接螺栓 滑絲,主要表現為閥軸看起來已經動作但實際閥芯並未動作
2)球閥閥體內部磨損導致閥門容易被(bèi)卡或者閥門動作遲緩;球閥軟密封墊圈損壞導致閥門 內漏或者被卡。
3)半(bàn)球閥閥軸(zhóu)軸套損壞(huài)導致閥門(mén)動(dòng)作困難。
4)蒸汽閥閥杆密封因高溫(wēn)老化導致蒸汽泄漏;蒸汽閥消音(yīn)板脫落,導致閥(fá)門經常被卡(kǎ)住而 且管道噪音異常(cháng)大。
5)閥杆內部磨損或者腐蝕導致閥門內漏(lòu);閥杆(gǎn)填料處密封件(jiàn)損壞而泄漏。
原因對策
1)閥芯閥座泄漏的產生原因為閥芯閥(fá)座表麵磨(mó)損或(huò)者(zhě)被腐蝕,執行機(jī)構作用力太小,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(zhí)行機構和閥杆的連接,擰緊螺栓或(huò)者更換(huàn)閥芯閥座。
2)閥座環與閥(fá)體之間泄漏的產生原因為擰緊力矩太小,閥體(tǐ)表麵光潔度差,墊片不合適, 閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式:加大(dà)擰(nǐng)力,重新清洗和(hé)處(chù)理(lǐ)閥體(tǐ),更換合適的墊片,重新將閥體焊接處理。
3)填料泄漏的(de)產生原因為閥杆光潔度不(bú)好或者產生彎曲,填料蓋沒有壓緊或(huò)者填(tián)料類型不合理,填料層堆得太高, 填料出現腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式(shì):磨光閥杆並壓直,重新擰緊或更換填料;安裝間隔環,減少高 度,改為性能好(hǎo)的(de)填料,修理更(gèng)換(huàn)壓蓋及相關的(de)法蘭螺栓等。
4)閥杆及閥振動而導(dǎo)致閥(fá)杆連接處脫開或(huò)者(zhě)折斷,產(chǎn)生原因為(wéi)力矩太大,銷子連接不合適。故障處理方式:改用閥 芯閥杆(gǎn)整體(tǐ)件或者焊接閥芯,將連接件連接牢固,消除振動因數。閥振動的產生原因為密封填料泄漏,旁路未調好, 定位器增益太高,支撐不好有振動源。故障處理方式:潤滑填料並調整,重新調整旁路,選用低增益型定位器,將閥 固定牢固避開(kāi)振動源。
02、氣缸故障原因(yīn)及對策
常見故障
1)執行機構限位螺栓脫(tuō)落導致氣(qì)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形密封環損壞導致漏氣,引起閥(fá)門動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(qǐ)氣缸漏氣,從而引起閥(fá)門動作困難。
4)氣缸帶動閥(fá)體動作(zuò)的聯動(dòng)機構鬆脫或者生鏽導致閥門動作困難。
5)氣缸容(róng)量偏小或(huò)者氣缸彈簧故障導致閥門動作困難。
原因對策
1)活塞密封處泄漏的產(chǎn)生原因為(wéi)氣缸光潔度太差(chà);活塞(sāi)環裝配密封性不夠,密(mì)封環使用溫 度過高(gāo),密封件使用時間(jiān)太長損壞。故障處理方式:研磨氣缸並重(chóng)新調整氣缸限位螺栓,根據使用溫度重新選擇密封 環,更換時應(yīng)正確安裝。
2)氣缸限位螺栓鬆(sōng)動的處理(lǐ)方式:重新將螺栓(shuān)擰緊。
3)活塞摩擦力大的處理方式:重新塗潤滑油,重新清洗(xǐ)及研磨氣缸和活塞。
4)閥門動作困難不能達到固定行程,執行機構彈簧(huáng)定值不(bú)夠或者彈簧損壞,限位塊位置不 準(zhǔn)。處理方式:校準、重調、更換彈簧。
03、定位器故障原因及對策
常見故障
1)定位器電路(lù)板故障引起閥門動作(zuò)不正常。
2)小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常,原因為儀表空氣潔淨度不高,或者有髒物進 入定(dìng)位器內部導(dǎo)致小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。
3)定(dìng)位器比例閥(fá)損壞引起(qǐ)閥門動作異常(cháng)。
4)滑動變阻器損壞導致閥門定位不準,引起閥(fá)門(mén)動作出現異常,主要原(yuán)因為環境溫度過高 且有水等(děng)其他液體進入導致變阻器(qì)損壞。
5)定位器氣源(yuán)接口的(de)O形密封環(huán)斷裂,導致斷裂的O形密封環卡住(zhù)小滑閥閥杆,使之不能動(dòng) 作。
6)定位器葛蘭頭處密封性不好,導致定位(wèi)器電路板進水損(sǔn)壞。
7)因管道振動過大,周圍環境溫度(dù)過高,濕(shī)度(dù)過大,引(yǐn)起電路板出現故障。
原因對策
1)葛蘭頭處密封問題導致定位器進水引起電(diàn)路板損壞(huài)。故障處理方式:提高葛蘭頭密封性 ,從而避免(miǎn)定(dìng)位器內部(bù)進水導致電路板損壞。
2)因(yīn)儀表(biǎo)空氣濕度大且灰塵較多,導致小滑閥進入髒物而引起小滑閥磨損,從而使閥門(mén)動 作不正常。故障處(chù)理方式:增加空氣過濾器(qì)以改善儀表空氣質量。
3)因周邊溫度過(guò)高、濕度過大、振動過大導致滑(huá)動變阻器及電路(lù)板頻繁損壞。故障處理方 式:將(jiāng)電路板和小滑閥及滑動變阻器分離,做成分(fèn)離式閥門(mén)定位器。
4)因定位器O形密封環經(jīng)常斷裂,導致小滑閥閥杆被卡住,主要原因為氣源壓力過大,正 常情況應為0.5MPa左右,高(gāo)於0.5MPa時會導致密封圈老化加(jiā)快,容易損壞。故障處(chù)理方式:使氣源壓力保持(chí)在(zài)0.4MPa 左右,另外需提供質量更好的密(mì)封圈。
04、工藝及設計引起的故障及對策
常見故(gù)障
1)工藝參數改變導致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。
2)因(yīn)介質原因導(dǎo)致閥體結垢(gòu),引起閥門動作異常。
3)因管道堵(dǔ)塞引起的閥門不能正常動(dòng)作(zuò)。
4)因設計選型原因,執行機構偏小,力矩不夠,閥門不能正常動作,閥體材質不合適,導 致閥體損壞。
原因對(duì)策
1)壓差過大導致(zhì)控製閥不能正(zhèng)常開啟(qǐ)。處理(lǐ)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而(ér)導致控製閥不能正常(cháng)開啟。處(chù)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(mó)閥芯。
3)管道堵塞導致控製閥不能動作。處理方式:優化操作方式,盡量不使管道堵塞,另外拆 開管道衝洗(xǐ)閥門。
4)關於設計選型問題。處理方式:在設計階段盡量優化各種工藝參(cān)數,保(bǎo)證選型時不會因(yīn) 為工藝(yì)參數不準導致選型出現問題。
05、DCS原因引起的(de)故障及對策
常見故障
1)I/O卡(kǎ)件損壞沒有信(xìn)號輸出導致控製閥不能動作。
2)DCS輸出信號不穩定,導致控製閥開度波動,使控製閥動作不正(zhèng)常。
3)控製電纜損壞或者絕緣不好、接線鬆動導致信號不(bú)正常從而引起控製閥動作不正常。
4)由於保養不到位導致定(dìng)位器進水,氣缸腐蝕漏氣,氣源管卡套脫(tuō)落漏氣等原因引起控製 閥動作不正常(cháng)。
5)由於巡(xún)查不細致,隱患未及時發現導致(zhì)進(jìn)一步擴大,最終引起控製閥動作異常。
原因對策
日常應做好維修保養和巡檢工作,發現隱患及時處理;當控製閥開(kāi)度出現波動時及時檢查 PID參數設(shè)置是否正確並及時調整參數。
06、氣動元件損壞導致的故障及對策
常見故障
1)氣源軟管老化破損或者不鏽(xiù)鋼氣源管漏氣導致氣源(yuán)壓力偏(piān)低,使控製閥動作出現異常(cháng)。
2)空氣過濾器斷裂或(huò)者過濾(lǜ)器濾芯過(guò)髒導致(zhì)控製閥動作出(chū)現異常。
3)氣源(yuán)壓(yā)力偏低或者氣源未開導致控製閥動作出現異常。
原因對策
1)更換質量更好的氣源軟管或(huò)者(zhě)空氣過濾器;定期巡檢,發現氣源軟管(guǎn)或者空氣過濾器有 破損漏氣跡象時,或者濾(lǜ)芯過髒需找機會盡快更換。
2)調整氣源壓(yā)力滿足氣(qì)動閥門最小氣源壓力要求。