调节阀的故障分析与维护

1.概述在化工生产中,随着自动化程度的提高,调节阀作为自动调节系统的终端执行装置,`运行的好坏直接影响着生产的稳定运行,调节阀操作能否正常与调节阀的维护工作有着很大的联系.调节阀的故障是多种多样的,而同一种故障出现也可能有不同的原因.根据我公司调节阀的使用情况及维护特点,对调节阀的故障分析以及调节阀的维护进行简单的介绍.
2.调节阀的主要故障元件
2.1执行机构的主要故障元件 不同的类型的调节阀及不同的部位都有一些关键的元件,这些元件也是容易出现故障的。

(1)膜片对薄膜式气动执行机构来说,膜片是最重要的元件,在气源正常的情况下,如果执行机构不动作,就应该想到膜片是否破裂,是否没安装好.当金属接触面的表面有尖角/毛刺等缺陷就会把膜片扎破,而膜片绝对不能有泄露.膜片使用时间过长,材料老化也会影响使用。

(2) 活塞 气动/液动执行机构的活塞产生驱动力,因此活塞的损坏,磨损是绝对不允许的.

(3) 解气(液)管 这是通向执行机构的通路,因此要经常检查是否接牢,不漏气.

(4) 推杆 要经常检查推杆有无弯曲,变形,脱落.推杆与阀杆连接要牢固,位置要调整好,这样才能确保足够的行程并关闭阀门.

(5) 弹簧 要检查弹簧有无断裂.弹簧一般不会断裂,有些弹簧在过大的载荷作用下,也可能断裂.

2.2阀的主要故障元件

(1)阀体要经常检查阀体内壁的受腐蚀和磨损情况,特别是用于腐蚀介质和高压差,空化作用等恶劣工艺条件下的阀门,必须保证其耐压强度和耐腐,耐磨性能.

(2)阀芯因为阀芯起到调节和切断流体的作用,是活动的截流元件,因此受介质的冲刷,腐蚀,颗粒的碰撞最为严重,在高差压空化情况下更易损坏,所以要检查它各部分是否破坏,磨损,腐蚀,是否要维修或更换.

(3)阀座阀座结合面是保证阀门关闭的关键,它受腐蚀的情况也比较严重.而且由于介质的渗透,使固定阀座的螺纹内表面常常受到腐蚀而松动.

(4)阀杆 要检查阀杆与阀芯,推杆的连接有无松动,是否产生过大的变形,裂纹和腐蚀.

(5)填料 检查聚四氟乙烯或其他填料是否老化,缺油,变质填料是否压紧.

(6)垫片及O形圈 这些一损零件不能裂损,老化.
3.调节阀的故障现象及预防
3.1调节阀的卡(堵)现象调节阀在使用时出现的卡堵问题，一般情况下在新投运系统和大修后投运初期，由于管道内有焊渣、铁锈等杂物在节流口、导向部位造成堵塞或者将芯卡死,使介质流通不畅或者阀门无法动作:调节阀检修中填料过紧或者高温调节阀在使用一段时间,受到高温填料膨胀,造成摩擦力增大，导致小信号不动作大信号动作过头,也有可能将阀门卡死的现象.故障处理方法：可迅速开、关副线或调节阀，让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑。另一办法用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能则增加气源压力增加驱动功率反复上下移动几次，即可解决问题。如若仍不动作，则需调节阀打开,取出杂物即可.
预防:在新系统安装和大修检修时,应将管道中的铁锈、焊逢处的焊渣及杂物清理干净,
在系统运行时定期在调节阀阀杆和其它活动的部位加油润滑.特别是调节阀采用石墨一石棉为填料时，大约三个月应在填料上添加一次润滑油，以保证气动调节阀的灵活好用。如发现填料压帽压得很低，则应补充填料，如发现聚四氟乙燥填料硬化，则应及时更换；应在巡回检查中注意调节阀的运行情况，检查阀位指示器和调节器输出是否吻合；对有定位器的调节阀要经常检查气源，发现问题及时处理；应经常保持调节阀的卫生以及各部件完整好用。

3.2调节阀的泄露现象调节阀的泄露一般分为内漏和介质外部泄露,介质的外部泄露有压盖处泄露、各部件连接处泄露,由于填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力或者在使用一段时间后由于填料松动。由于填料的塑性，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触是并不是非常均匀的。有些部位接触的松，有些部位接触的紧，甚至有些部位没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。内漏一般是由于调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷可导致腐蚀的加强。而腐蚀介质的通过，流体介质的冲刷也可造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质在通过调节阀时，便会产生对阀芯、阀座材料的侵蚀和冲击使阀芯、阀座成椭圆形或其他形状，随着时间的推移，导致阀芯、阀座不配套，存在间隙，关不严发生泄漏。处理方法：为使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环（与填料的接触面不能为斜面），以防止填料被介质压力推出。填料函各部与填料接触部分的金属表面要精加工，以提高表面光洁度，减少填料磨损。填料选用柔性石墨，因其具有气密性好，摩擦力小，长期使用后变化小，磨损的烧损小，维修容易，压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不发生变化，耐压性和耐热性良好，不受内部介质的侵蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属不发生点蚀或腐蚀。这样，有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料的密封的可靠性和长期性。对于调节阀的内漏关键要把好阀芯、阀座的材质的选型关、质量关。选择耐腐蚀材料，对麻点、沙眼等缺陷的产品坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可经过细砂纸研磨，消除痕迹，提高密封光洁度，以提高密封性能。若损坏严重，则应重新更换新阀。
预防: 定期紧固压盖,杜绝外漏,对于内漏要做好调节阀的选型,定期检查阀芯/阀座的损坏情况, 损坏严重的进行更换.

3.3调节阀的附件故障现象
3.3-1 阀门定位器故障

1.普通定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：

1） 因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，容易受温度，振动的影响，造成调节阀的波动；

2） 采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，是定位器不能正常工作；

3） 采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场下发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。

2.智能定位器由微处理器(cpu)、A/D,D/A转换器及等部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同。给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等。这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作。长时间停留在某一位置容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。因此为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁的测试。
处理方法和预防:定期校验调节阀,清理气路,保证气源的洁净. 3.3-2减压器故障
减压器故障一般情况下出现滤心堵或膜片漏气,使气源过低,导致阀门不能正常动作.
处理方法和预防:更换滤芯或更换减压器,定期排污,调节压力不易过高,应按照名牌标示正确使用.
4.调节阀的维护
4.1预防性维护 预防性维护是阀门发生故障前的计划性检修，也可以理解为日常维护，它包括以下几个方面。

a.对调节阀的固定连接件及螺丝定期检查和防腐润滑(加油).

b.定期清除气源管道内的铁锈和污物

c.定期排污.

d.巡检时检查膜片是否漏气

e.消除应力

f.定期校验.检查阀门开度是否与输出一致.
4.2调节阀的紧急故障维护当调节阀出现故障时,与现场操作人员紧密配合,手动将工艺调节稳定或改用旁路调节,根据故障现象对调节阀进行检修.

5.结束语通过对调节阀主要故障元件以及故障原因的分析，采用适当的处理、改进办法，将大大提高调节阀的利用率，减少调节阀的故障率，对流程工艺的生产效率和经济效益的提高以及能源消耗的降低都有着重要作用，有效提高调节系统的质量，确保生产装置长周期稳定运行。　

参考文献

乐嘉谦 《仪表工手册》 化学工业出版社 2000.5
吴国熙 《调节阀的使用与维修》 化学工业出版社 2003.1
第一作者:原建发 男1978年生, 助理工程师,现从事化工自动化维修及应用
第二作者:王占旭 男 1973年生, 助理工程师,现从事化工自动化维修及应用
第三作者:张全保 男 1975年生, 助理工程师, 现从事化工自动化维修及应用

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