控制閥選型常見的故障分析及解決方法 控制閥工作原理

控制閥在煉油及化工行業(yè)應(yīng)用廣泛,是生産過程中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調(diào)節(jié)設(shè)備。在控 制閥的應(yīng)用中,計算和選型是前提,安裝和調(diào)試是關(guān)鍵,使用和維護是目的。控制閥如果選型不當,安裝不當或者調(diào) 試不好,就起不到調(diào)節(jié)作用。因此熟悉掌握控制閥工作原理和維修技能相當重要。

控制閥原理

氣動控制閥以壓縮空氣爲動力源,通過氣缸、薄膜爲執(zhí)行機構(gòu),并借助電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥,保位 閥等附件,實現(xiàn)開關(guān)量或者連續(xù)調(diào)節(jié),接收DCS的控制信號來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動閥 主要分爲氣開型和氣關(guān)型兩種,特點是控制簡單、反應(yīng)快速、本質(zhì)安全、不需要采用防爆措施。

控制閥故障形式及原因

氣動控制閥故障形式主要爲:內(nèi)漏閥門不動作、開度波動較大、出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象、動作正常但流量未變化。原因主 要有:閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養(yǎng)不到位、閥門品質(zhì)問題、選型或者設(shè) 計原因、氣動元件故障。

    01、閥體故障及對策

    常見故障

    1)蝶閥金屬閥座損壞導(dǎo)緻閥體被卡住;蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓 滑絲,主要表現(xiàn)爲閥軸看起來已經(jīng)動作但實際閥芯并未動作

    2)球閥閥體內(nèi)部磨損導(dǎo)緻閥門容易被卡或者閥門動作遲緩;球閥軟密封墊圈損壞導(dǎo)緻閥門 內(nèi)漏或者被卡。

    3)半球閥閥軸軸套損壞導(dǎo)緻閥門動作困難。

    4)蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導(dǎo)緻蒸汽洩漏;蒸汽閥消音闆脫落,導(dǎo)緻閥門經(jīng)常被卡住而 且管道噪音異常大。

    5)閥桿內(nèi)部磨損或者腐蝕導(dǎo)緻閥門內(nèi)漏;閥桿填料處密封件損壞而洩漏。

    原因?qū)Σ?/p>

    1)閥芯閥座洩漏的産生原因爲閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕,執(zhí)行機構(gòu)作用力太小,閥座 螺紋被磨損而松動。故障處理方式:改善研磨結(jié)合面,調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)和閥桿的連接,擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。

    2)閥座環(huán)與閥體之間洩漏的産生原因爲擰緊力矩太小,閥體表面光潔度差,墊片不合適, 閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式:加大擰力,重新清洗和處理閥體,更換合適的墊片,重新將閥體焊接處理。

    3)填料洩漏的産生原因爲閥桿光潔度不好或者産生彎曲,填料蓋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)腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式:磨光閥桿并壓直,重新擰緊或更換填料;安裝間隔環(huán),減少高 度,改爲性能好的填料,修理更換壓蓋及相關(guān)的法蘭螺栓等。

    4)閥桿及閥振動而導(dǎo)緻閥桿連接處脫開或者折斷,産生原因爲力矩太大,銷子連接不合適。故障處理方式:改用閥 芯閥桿整體件或者焊接閥芯,將連接件連接牢固,消除振動因數(shù)。閥振動的産生原因爲密封填料洩漏,旁路未調(diào)好, 定位器增益太高,支撐不好有振動源。故障處理方式:潤滑填料并調(diào)整,重新調(diào)整旁路,選用低增益型定位器,將閥 固定牢固避開振動源。

    02、氣缸故障原因及對策

    常見故障

    1)執(zhí)行機構(gòu)限位螺栓脫落導(dǎo)緻氣缸漏氣,引起閥門不能動作或者動作遲緩,達不到預(yù)定開 度。

    2)氣缸O形密封環(huán)損壞導(dǎo)緻漏氣,引起閥門動作困難或者不能動作。

    3)氣缸活塞變形導(dǎo)緻摩擦力增大,氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣,從而引起閥門動作困難。

    4)氣缸帶動閥體動作的聯(lián)動機構(gòu)松脫或者生鏽導(dǎo)緻閥門動作困難。

    5)氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導(dǎo)緻閥門動作困難。

    原因?qū)Σ?/p>

    1)活塞密封處洩漏的産生原因爲氣缸光潔度太差;活塞環(huán)裝配密封性不夠,密封環(huán)使用溫 度過高,密封件使用時間太長損壞。故障處理方式:研磨氣缸并重新調(diào)整氣缸限位螺栓,根據(jù)使用溫度重新選擇密封 環(huán),更換時應(yīng)正確安裝。

    2)氣缸限位螺栓松動的處理方式:重新將螺栓擰緊。

    3)活塞摩擦力大的處理方式:重新涂潤滑油,重新清洗及研磨氣缸和活塞。

    4)閥門動作困難不能達到固定行程,執(zhí)行機構(gòu)彈簧定值不夠或者彈簧損壞,限位塊位置不 準。處理方式:校準、重調(diào)、更換彈簧。

    03、定位器故障原因及對策

    常見故障

    1)定位器電路闆故障引起閥門動作不正常。

    2)小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常,原因爲儀表空氣潔淨度不高,或者有髒物進 入定位器內(nèi)部導(dǎo)緻小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。

    3)定位器比例閥損壞引起閥門動作異常。

    4)滑動變阻器損壞導(dǎo)緻閥門定位不準,引起閥門動作出現(xiàn)異常,主要原因爲環(huán)境溫度過高 且有水等其他液體進入導(dǎo)緻變阻器損壞。

    5)定位器氣源接口的O形密封環(huán)斷裂,導(dǎo)緻斷裂的O形密封環(huán)卡住小滑閥閥桿,使之不能動 作。

    6)定位器葛蘭頭處密封性不好,導(dǎo)緻定位器電路闆進水損壞。

    7)因管道振動過大,周圍環(huán)境溫度過高,濕度過大,引起電路闆出現(xiàn)故障。

    原因?qū)Σ?/p>

    1)葛蘭頭處密封問題導(dǎo)緻定位器進水引起電路闆損壞。故障處理方式:提高葛蘭頭密封性 ,從而避免定位器內(nèi)部進水導(dǎo)緻電路闆損壞。

    2)因儀表空氣濕度大且灰塵較多,導(dǎo)緻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:增加空氣過濾器以改善儀表空氣質(zhì)量。

    3)因周邊溫度過高、濕度過大、振動過大導(dǎo)緻滑動變阻器及電路闆頻繁損壞。故障處理方 式:將電路闆和小滑閥及滑動變阻器分離,做成分離式閥門定位器。

    4)因定位器O形密封環(huán)經(jīng)常斷裂,導(dǎo)緻小滑閥閥桿被卡住,主要原因爲氣源壓力過大,正 常情況應(yīng)爲0.5MPa左右,高于0.5MPa時會導(dǎo)緻密封圈老化加快,容易損壞。故障處理方式:使氣源壓力保持在0.4MPa 左右,另外需提供質(zhì)量更好的密封圈。

    04、工藝及設(shè)計引起的故障及對策

    常見故障

    1)工藝參數(shù)改變導(dǎo)緻管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。

    2)因介質(zhì)原因?qū)Э@閥體結(jié)垢,引起閥門動作異常。

    3)因管道堵塞引起的閥門不能正常動作。

    4)因設(shè)計選型原因,執(zhí)行機構(gòu)偏小,力矩不夠,閥門不能正常動作,閥體材質(zhì)不合適,導(dǎo) 緻閥體損壞。

    原因?qū)Σ?/p>

    1)壓差過大導(dǎo)緻控制閥不能正常開啓。處理方式:在控制閥前后加裝1臺旁通閥。

    2)因工藝原因閥體結(jié)垢而導(dǎo)緻控制閥不能正常開啓。處理方式:增加沖洗水管,另外定期 拆開閥門清洗閥體,必要時打磨閥芯。

    3)管道堵塞導(dǎo)緻控制閥不能動作。處理方式:優(yōu)化操作方式,盡量不使管道堵塞,另外拆 開管道沖洗閥門。

    4)關(guān)于設(shè)計選型問題。處理方式:在設(shè)計階段盡量優(yōu)化各種工藝參數(shù),保證選型時不會因 爲工藝參數(shù)不準導(dǎo)緻選型出現(xiàn)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(dǎo)緻控制閥不能動作。

    2)DCS輸出信號不穩(wěn)定,導(dǎo)緻控制閥開度波動,使控制閥動作不正常。

    3)控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動導(dǎo)緻信號不正常從而引起控制閥動作不正常。

    4)由于保養(yǎng)不到位導(dǎo)緻定位器進水,氣缸腐蝕漏氣,氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制 閥動作不正常。

    5)由于巡查不細緻,隱患未及時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)緻進一步擴大,最終引起控制閥動作異常。

    原因?qū)Σ?/p>

    日常應(yīng)做好維修保養(yǎng)和巡檢工作,發(fā)現(xiàn)隱患及時處理;當控制閥開度出現(xiàn)波動時及時檢查 PID參數(shù)設(shè)置是否正確并及時調(diào)整參數(shù)。

    06、氣動元件損壞導(dǎo)緻的故障及對策

    常見故障

    1)氣源軟管老化破損或者不鏽鋼氣源管漏氣導(dǎo)緻氣源壓力偏低,使控制閥動作出現(xiàn)異常。

    2)空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過髒導(dǎo)緻控制閥動作出現(xiàn)異常。

    3)氣源壓力偏低或者氣源未開導(dǎo)緻控制閥動作出現(xiàn)異常。

    原因?qū)Σ?/p>

    1)更換質(zhì)量更好的氣源軟管或者空氣過濾器;定期巡檢,發(fā)現(xiàn)氣源軟管或者空氣過濾器有 破損漏氣跡象時,或者濾芯過髒需找機會盡快更換。

    2)調(diào)整氣源壓力滿足氣動閥門最小氣源壓力要求。