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調(diào)節(jié)閥的故障分析與處理方案
2016-8-27 閱讀(2510)
調(diào)節(jié)閥是自動化技術工具中接收控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置,。也是控制系統(tǒng)正向通路中直接改變操縱變量的儀表，由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成,。執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置,，接受來自控制器的控制信息把它轉(zhuǎn)換為驅(qū)動調(diào)節(jié)機構(gòu)的輸出（如角位移或直線位移輸出）,。調(diào)節(jié)機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)裝置，受執(zhí)行機構(gòu)的操縱,，可以改變調(diào)節(jié)閥閥芯與閥座之間的流通面積,，達到zui終調(diào)節(jié)被控介質(zhì)的目的。調(diào)節(jié)閥按所用驅(qū)動能源分為氣動,、電動和液壓調(diào)節(jié)閥三種,。
調(diào)節(jié)閥的故障分析
調(diào)節(jié)閥在正常運行過程中出現(xiàn)各種故障，它們可來自執(zhí)行機構(gòu),、調(diào)節(jié)機構(gòu)或連接的附件裝置,。
一、執(zhí)行機構(gòu)的故障分析
(1)填料造成的故障
因填料原因造成的故障表現(xiàn)為外泄漏量增大,、摩擦力增大及閥桿的跳動,。分析如下：
①填料材質(zhì)不合適。由于填料材質(zhì)不合適造成的故障主要是外泄漏量增大及摩擦力增大,。例如,，在高溫應用場合，采用聚四氟乙烯填料,。
故障處理：更換填料,。
②填料結(jié)構(gòu)設計不當。填料腔內(nèi),，填料和有關附件的位置安裝不合適,、填料高度不合適。
故障處理：按產(chǎn)品說明書要求安裝填料和有關附件,。
③填料安裝不合適,。例如，石墨填料采用螺旋式安裝造成填料壓緊力不均勻,，中心沒有對準等,。
故障處理：按層安裝，使壓緊力均勻,。
④填料有雜物,。填料內(nèi)的雜物造成閥桿劃跡。
故障處理：對填料進行清潔,，除去雜物,。
⑤上閥蓋安裝不當。上閥蓋安裝不當使填料受力不均勻,。
故障處理：重新安裝上閥蓋的墊圈,，并對上閥蓋固緊螺栓平均地用對角方式壓緊。
(2)執(zhí)行機構(gòu)的氣密性造成的故障
執(zhí)行機構(gòu)的氣密性造成的故障表現(xiàn)為響應時間增大,，閥桿動作呆滯,。分析如下：
①氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的膜片未壓緊,。膜片未壓緊或受力不均勻造成輸入的氣信號外漏，使執(zhí)行機構(gòu)對信號變化的響應變得呆滯,，響應時間增大,。如果安裝了閥門定位器，則其影響會減小,。
故障處理：用肥皂水涂刷檢查,，并消除泄漏點。
②氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)的活塞密封環(huán)磨損,。造成調(diào)節(jié)閥不能快速響應,，閥桿動作不靈敏。
故障處理：更換密封環(huán),，并檢查汽缸內(nèi)壁有否磨損,。
③氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的膜片破損。表現(xiàn)為閥桿動作不靈敏,，可聽到氣體的泄漏聲,，故障處理：更換膜片，并應檢查限位裝置或托盤是否有毛刺等,。
④連接管線漏氣,。造成閥桿動作不靈敏，響應時間增大,。
故障處理：用肥皂水涂刷連接管線,，檢查泄漏點，并更換或焊接,。
(3)不平衡力造成的故障
不平衡力造成的故障表現(xiàn)為調(diào)節(jié)閥動作不穩(wěn)定,，關不嚴等。故障分析如下：
①流向不當,。調(diào)節(jié)閥安裝不當,，造成實際流體流向與調(diào)節(jié)閥標記流向不一致，使不平衡力變化,。例如,，流關調(diào)節(jié)閥被安裝為流開,。
故障處理：重新安裝,。
②執(zhí)行機構(gòu)不匹配。造成推力或推力矩不足,，使調(diào)節(jié)閥動作不到位,。
故障處理：更換執(zhí)行機構(gòu)。
（4）電動執(zhí)行機構(gòu)的故障
電動執(zhí)行機構(gòu)的故障除了常見的線路短路或斷路外,，還有伺服放大器和電動機等故障,。常見故障分析如下：
①各接插件松動或接線斷路或短路,。造成接觸不良，并增大或降低有關線路阻抗,。
故障處理：檢查和撥動連接導線,，重新插拔和插入各接插件。
②減速器機械傳動部件,。檢查運轉(zhuǎn)是否正常,，齒輪嚙合是否良好。
故障處理：更換或修補殘缺的齒輪,，添加潤滑劑,。
③電源。檢查保險絲是否熔斷,，伺服放大器位置反饋有無冒煙和特殊氣味,，如變壓器外殼絕緣層及電阻燒焦發(fā)出煳味。 故障處理：更換損壞的元器件,。
二,、調(diào)節(jié)機構(gòu)的故障分析
(l)流量特性不匹配造成的故障
調(diào)節(jié)閥的流量特性用于補償被控對象的不同特性。如果選配的流量特性不合適,，會使控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)變差,。例如，在小流量和大流量時,，控制泵統(tǒng)的靈敏度不同,。故障分析如下：
①被控對象具有飽和非線性特性（例如，溫度控制系統(tǒng)）,。小流量時,，控制系統(tǒng)能夠正常運行，但大流量時控制系統(tǒng)呆滯,?；蛐 Ａ髁繒r控制系統(tǒng)極靈敏,，甚至出現(xiàn)振蕩和不穩(wěn)定,，但在大流量時，
控制系統(tǒng)能夠正常運行,。故障原因是選用了線性或快開流量特性調(diào)節(jié)閥,。
故障處理：更換調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件或調(diào)節(jié)閥，或安裝閥門定位器,，使調(diào)節(jié)閥滿足等百分比或拋物線流量特性要求,。
②被控對象具有線性特性（例如，流量隨動控制系統(tǒng)）。小流量時控制系統(tǒng)運行正常,，大流量時控制系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩或不穩(wěn)定現(xiàn)象,。或小流量時控制系統(tǒng)呆滯,，大流量時控制系統(tǒng)能夠正常運行,。
故障原因是選用了等百分比或拋物線流量特性調(diào)節(jié)閥。
故障處理：更換調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件或調(diào)節(jié)閥,，或安裝閥門定位器,，使調(diào)節(jié)閥滿足線性流量特性要求。
③調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)選擇不當,。選用的額定流量系數(shù)過大或過小,，使調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)的zui小或zui大流量變大或變小，不能滿足工藝生產(chǎn)過程的操作要求,。調(diào)節(jié)閥工作在小開度或大開度位置,，控
制品質(zhì)變差。
故障處理：重新核算調(diào)節(jié)閥流量系數(shù),，安裝符合要求的調(diào)節(jié)閥,。例如，直接根據(jù)工藝管道直徑選配調(diào)節(jié)閥造成額定流量系數(shù)過大,，由于生產(chǎn)規(guī)模擴大造成額定流量系數(shù)過小等,。
(2)流路設計和安裝不當造成的故障
因調(diào)節(jié)閥流路設計或安裝不當造成故障表現(xiàn)為噪聲增大，污物容易積聚在閥體內(nèi)部,，使調(diào)節(jié)閥關閉不嚴,，泄漏量增大或卡死等。
故障分析如下：
①雙座閥泄漏墨增大,。雙座閥未采用一體化設計,，造成溫度變化時閥內(nèi)件膨脹系數(shù)不同而使泄漏量增大。
故障處理：選用一體化雙座閥,，或選用具有平衡功能的套筒閥,。
②三通閥用于合流時，由于合流的兩股流體溫度不同造成泄漏量增大,。
故障處理：將流體的合流改為分流控制,，安裝三通閥在換熱器前，從而保證流體溫度一致,。
③流向不當造成噪聲增大,。例如，流開調(diào)節(jié)閥用于流關場合,，造成小流量時的噪聲增大,。
故障處理：檢查流向,，重新安裝,。
④上,、下游切斷閥與旁路閥安裝不當。造成污物,、冷凝液或不凝性氣體不能排放,。
故障處理：排污閥安裝在調(diào)節(jié)閥組的zui低處，放空閥安裝在調(diào)節(jié)閥組的zui高處,。
⑤導向軸套安裝不當,。造成中心未對準，使摩擦增大,，閥桿卡死,。
故障處理：重新安裝導向軸套。
(3)泄漏量造成的故障
內(nèi)泄漏造成可調(diào)比下降,，嚴重時使控制系統(tǒng)不能滿足工藝操作和控制要求,。外泄漏造成環(huán)境污染，使成本提高,。故障分析如下：
①因空化和汽蝕造成泄漏量增大,。由于空化、閃蒸和汽蝕造成閥芯和閥座損壞,，使調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大時表現(xiàn)為氣體或液體動力學噪聲的增大,。
故障處理：檢查閥內(nèi)件，更換或研磨閥芯,、閥座,、閥芯堆焊硬質(zhì)合金，降低調(diào)節(jié)閥兩端壓降,，消除噪聲聲源,，采用低噪聲調(diào)節(jié)閥等。
②因被控流體含有雜物造成泄漏量增大,。在開車階段常常因管道吹掃時未將調(diào)節(jié)閥拆下的不規(guī)范操作造成雜物進入調(diào)節(jié)閥,，或在運行過程中，被控流體夾帶的雜物積聚在閥體內(nèi)部,，這些雜物造成閥芯與閥座密封面損傷,，使泄漏量增大。
故障處理：研磨閥芯和閥座,，在管道吹掃時拆下調(diào)節(jié)閥,，對含顆粒的被控流體，可在調(diào)節(jié)閥上游安裝過濾裝置,，將調(diào)節(jié)閥組麥裝在較高位置,，并定期進行排污,。
③執(zhí)行機構(gòu)與調(diào)節(jié)機構(gòu)連接不合適。
故障處理：重新安裝,，進行泄漏量測試,。
④填料安裝不當。由于填料安裝不當,，造成摩擦力增大或使閥桿變形,。
故障處理：重新安裝填料，對變形的閥桿整形,。
⑤法蘭安裝不當,。造成受力不均引起外泄漏．
故障處理：重新安裝連接法蘭和墊片，并均勻用力壓緊連接法蘭,。
⑥流體流動對閥芯和閥座的磨損,。
故障處理：對閥芯和閥座進行研磨。
⑦填料安裝不當造成摩擦增大,，調(diào)節(jié)閥關不嚴造成外泄漏量增大,。
故障處理：重新安裝填料，減小摩擦,。
⑧流向不當造成泄漏量增大,。流向選擇不當使不平衡力增大，從而使泄漏量增大,。
故障處理：核對設計圖紙,，重新安裝。
(4)閥芯脫落造成的故障
閥芯脫落前,，調(diào)節(jié)閥會呈現(xiàn)較大機械噪聲,。故障發(fā)生后，控制系統(tǒng)不能正常進行調(diào)節(jié),，被控變量出現(xiàn)突然的上升或下降,。故障分析如下：
①調(diào)節(jié)閥流路設計不合理，造成閥芯振蕩和受到剪切力,，在長期運行過程中,，使閥芯與閥桿的連接銷釘斷裂，從而使閥芯脫落,。
故障處理：檢查調(diào)節(jié)閥流路,，更換銷釘。
②閥芯連接銷釘安裝不牢,，造成閥芯脫落,。
故障處理：重新安裝銷釘，并緊固,。
三,、 閥門定位器的故障
閥門定位器的故障使串級副環(huán)的特性變差,。由于閥門定位器處于串級控制系統(tǒng)的副環(huán)，因此,，有一定的適應能力,。閥門定位器的故障表現(xiàn)為控制系統(tǒng)不穩(wěn)定、卡死等,。
(1)閥門定位器凸輪不合適造成的故障
閥門定位器凸輪不合適造成的故障現(xiàn)象與調(diào)節(jié)閥沆量特性不合適造成的故障現(xiàn)象類似,，它使控制系統(tǒng)在不同工作點處出現(xiàn)不穩(wěn)定或呆滯現(xiàn)象,。
故障處理：根據(jù)被控對象特性和調(diào)節(jié)閥流量特性選擇合適的閥門定位器凸輪,，安裝凸輪后需進行調(diào)試。
(2)閥門定位器放大器造成的故障
閥門定位器放大器的故障有節(jié)流孔堵塞,、放大器增益過大等,。前者使輸出變化緩慢，后者使控制系統(tǒng)出現(xiàn)共振現(xiàn)象,。
故障處理：檢查和疏通放大器節(jié)流孑L,，當放大器增益過大時，可減小壓緊鋼珠的簧片彈力或更換放大器等,。
(3)閥門定位器檢測桿不匹配造成的故障
閥門定位器檢測桿不匹配造成死區(qū)增大,，不能正確及時反映閥位的反饋信號。因此,，控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)變差,。
故障處理：檢查和重新安裝反饋檢測桿。
