調(diào)節(jié)閥故障處理方案

調(diào)節(jié)閥故障處理方案

調(diào)節(jié)閥在過程控制中的作用是人所共知的，在許多控制過程中要求調(diào)節(jié)閥在故障時處于某一個位置，以保護工藝過程不出現(xiàn)事故，這就要求調(diào)節(jié)閥在設計上實現(xiàn)故障—安全的三斷(斷氣、斷電、斷信號)保護措施。對于電動調(diào)節(jié)閥來說，比較簡單，斷信號時，可以根據(jù)控制模塊的設定而停留在全開、全關、保持中的任一位置，而斷電時，自然停留在故障位置，或帶有復位裝置的電動執(zhí)行器也可將閥位運行到全開或全關。

調(diào)節(jié)閥（control valve），又名控制閥，在工業(yè)自動化過程控制領域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機構和閥門組成。如果按行程特點，調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程；按其所配執(zhí)行機構使用的動力，可以分為氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。

對于氣動調(diào)節(jié)閥來說，情況就比較復雜了，所以我們主要討論氣動調(diào)節(jié)閥的三斷保位方法。一般來說，我們在選擇氣動薄膜調(diào)節(jié)閥時，都要先確定選氣開還是氣閉，這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時的保護位置，如果工藝要求斷氣時閥門打開，則選擇常開(氣閉)式調(diào)節(jié)閥，反之則選常閉(氣開)式調(diào)節(jié)閥。這只是一個粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷保護，則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來組成一個保護系統(tǒng)才能實現(xiàn)控制要求，這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動調(diào)節(jié)閥的兩種保位方案。
一、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥方案（調(diào)節(jié)閥配用電－氣閥門定位器）
本方案主要由氣動調(diào)節(jié)閥、電-氣閥門定位器、失電(信號)比較器、單電控電磁換向閥、氣動保位閥、閥位信號返回器等組成。其工作原理如下：
1、斷氣源：當控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時，氣動保位閥自動關閉將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應設定在略低于氣源的最小值時啟動。
2、斷電源：當控制系統(tǒng)電源故障(失電)時，失電(信號)比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。
3、斷信號：當控制系統(tǒng)信號故障(失信號)時，失電(信號)比較器檢測到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。
位置反饋信號由閥位信號返回器給出。
本方案的優(yōu)點：“三斷”保護啟動時，系統(tǒng)反應較快，動作迅速。整體造價比較便宜。
本方案的缺點：電磁閥長期帶電，影響使用壽命。配用附件較多，安裝、調(diào)試復雜一些，閥位反饋需另配閥位信號返回器，在配用手輪的情況下，比較復雜。
二、雙作用氣動調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)
本方案主要由控制閥、氣控換向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲氣罐等組成。其工作原理如下：
當控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時，自鎖閥(其作用方式與保位閥相反)自動打開，將氣控換向閥的控制氣源撤消，氣控換向閥的滑閥在彈簧的作用下復位，兩個氣控換向閥中的其中一個排氣，另一個進氣，單向閥關閉，氣源由儲氣罐中儲存的氣源向閥門供氣，從而實現(xiàn)閥門的全關或全開。全關或全開的轉(zhuǎn)換可通過調(diào)整氣控換向閥的連接方式實現(xiàn)。
如果要實現(xiàn)閥門保位，加裝氣動保位閥并改變管路連接，用自鎖閥直接控制保位閥，取消氣控換向閥、單向閥、儲氣罐即可。
若要實現(xiàn)斷氣源時，能夠保證閥門有若干次的動作，可采用以下方案。
本方案由儲氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下：
當氣源故障(失氣)時，單向閥關閉，閉鎖閥失氣，在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復位，氣路換向，斷開系統(tǒng)的氣源管路，接通儲氣罐管路，由儲氣罐向閥門供氣，以保證閥門有若干次動作，實現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲氣罐的容量有限，且儲氣罐中的氣源壓力隨著閥門動作不斷下降，不可長期使用儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣罐的容量應比一般保護用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時，閥門動作的次數(shù)與儲氣罐的容量有關。
對于氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的保位方案，還有一個可供參考：在定位器和執(zhí)行器之間串聯(lián)保位閥和兩位三通電磁閥各一，在斷氣時用保位閥來保位，在斷信號時，用電磁閥來保位，不過，電磁閥必須與定位器進行連鎖(在控制程序中設定)，即定位器有信號，電磁閥必有電，定位器一旦失信號，電磁閥必須立即斷電。

常見故障處理方法

一：清洗法
　　管路中的焊渣、鐵銹、渣子等在節(jié)流口、導向部位、下閥蓋平衡孔內(nèi)造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面產(chǎn)生拉傷和劃痕、密封面上產(chǎn)生壓痕等。這經(jīng)常發(fā)生于新投運系統(tǒng)和大修后投運初期。這是最常見的故障。遇此情況，必須卸開進行清洗，除掉渣物，如密封面受到損傷還應研磨；同時將底塞打開，以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋內(nèi)的渣物，并對管路進行沖洗。投運前，讓調(diào)節(jié)閥全開，介質(zhì)流動一段時間后再納入正常運行。
2、外接沖刷法
　　對一些易沉淀、含有固體顆粒的介質(zhì)采用普通閥調(diào)節(jié)時，經(jīng)常在節(jié)流口、導向處堵塞，可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。當閥產(chǎn)生堵塞或卡住時，打開外接的氣體或蒸氣閥門，即可在不動調(diào)節(jié)閥的情況下完成沖洗工作，使閥正常運行。
3、安裝管道過濾器法
　　對小口徑的調(diào)節(jié)閥，尤其是超小流量調(diào)節(jié)閥，其節(jié)流間隙特小，介質(zhì)中不能有一點點渣物。遇此情況堵塞，最好在閥前管道上安裝一個過濾器，以保證介質(zhì)順利通過。帶定位器使用的調(diào)節(jié)閥，定位器工作不正常，其氣路節(jié)流口堵塞是最常見的故障。因此，帶定位器工作時，必須處理好氣源，通常采用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥。
4、增大節(jié)流間隙法
　　如介質(zhì)中的固體顆�；蚬艿乐斜粵_刷掉的焊渣和銹物等因過不了節(jié)流口造成堵塞、卡住等故障，可改用節(jié)流間隙大的節(jié)流件—節(jié)流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒，因其節(jié)流面積集中而不是圓周分布的，故障就能很容易地被排除。如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯，或改成套筒閥等。例如某化工廠有一臺雙座閥經(jīng)常卡住，推薦改用套筒閥后，問題馬上得到解決。
5、介質(zhì)沖刷法
　　利用介質(zhì)自身的沖刷能量，沖刷和帶走易沉淀、易堵塞的東西，從而提高閥的防堵功能。常見的方法有：①改作流閉型使用；②采用流線型閥體；③將節(jié)流口置于沖刷最厲害處，采用此法要注意提高節(jié)流件材料的耐沖蝕能力。
6、直通改為角形法
　　直通為倒S流動，流路復雜，上、下容腔死區(qū)多，為介質(zhì)的沉淀提供了地方。角形連接，介質(zhì)猶如流過90彎頭，沖刷性能好，死區(qū)小，易設計成流線形。因此，使用直通的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生輕微堵塞時可改成角形閥使℃用。
密封性能差的解決方法（5種方法）
二：研磨法
1、細的研磨，消除痕跡，減小或消除密封間隙，提高密封面的光潔度，以提高密封性能。
2、利用不平衡力增加密封比壓法，執(zhí)行機構對閥芯產(chǎn)生的密封壓力一定,不平衡力對閥芯產(chǎn)生頂開趨勢時,閥芯的密封力為兩力相減,反之,對閥芯產(chǎn)生壓閉趨勢,閥芯的密封力為兩力相加，這樣就大大地增加了密封比壓,密封效果可以比前者提高5～10倍以上.一般dg≥20的單密封類閥為前一種情況,通常為流開型,若認為密封效果不滿意時,改為流閉型,密封性能將成倍增加.尤其是兩位型的切斷調(diào)節(jié)閥,一般均應按流閉型使用。
3、提高執(zhí)行機構密封力法，提高執(zhí)行機構對閥芯的密封力，也是保證閥關閉，增加密封比壓，提高密封性能的常見方法。
常用的方法有：
①移動彈簧工作范圍；
②改用小剛度彈簧；
③增加附件，如帶定位器；
④增加氣源壓力；
⑤改用具有更大推力的執(zhí)行機構。
4、采用單密封、軟密封法，對雙密封使用的調(diào)節(jié)閥,可改用單密封,通�？商岣�10倍以上的密封效果,若不平衡力較大,應增加相應措施,對硬密封的閥可改用軟密封,又可提高10倍以上密封效果。
5、改用密封性能好的閥，在不得已的情況下,可考慮改用具有更好的密封性能的閥.如將普通蝶閥改用橢圓蝶閥,進而還可改用切斷型蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、球閥和為之專門設計的切斷閥。
三：調(diào)節(jié)閥外泄的解決方法6種方法：
1、增加密封油脂法
對未使用密封油脂的閥，可考慮增加密封油脂來提高閥桿密封性能。
2、增加填料法
為提高填料對閥桿的密封性能，可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式，單純增加數(shù)量，如將3片增到5片，效果并不明顯。 3、更換石墨填料法
大量使用的四氟填料，因其工作溫度在－20～+200范圍內(nèi)，當溫度在上、下限，變化較大時，其密封性便明顯下降，老化快，壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而有的工廠全部將四氟填料改為石墨填料，甚至新購回的調(diào)節(jié)閥也將其中的四氟填料換成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大，初時有的還產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，對此必須有所考慮�！�
4、改變流向，置P2在閥桿端法，當△P較大,P1又較大時,密封P1顯然比密封P2困難.因此,可采取改變流向的方法,將P1在閥桿端改為P2在閥桿端,這對壓力高、壓差大的閥是較有效的.如波紋管閥就通常應考慮密封P2。
5、采用透鏡墊密封法，對于上、下蓋的密封,閥座與上、下閥體的密封.若為平面密封,在高溫高壓下,密封性差,引起外泄,可以改用透鏡墊密封,能得到滿意的效果。
6、更換密封墊片，至今,大部分密封墊片仍采用石棉板,在高溫下,密封性能較差,壽命也短,引起外泄。遇到這種情況,可改用纏繞墊片,“O”形環(huán)等,現(xiàn)在許多廠已采用。
四：調(diào)節(jié)閥振動的解決方法
1、增加剛度法
對振蕩和輕微振動，可增大剛度來消除或減弱，如選用大剛度的彈簧，改用活塞執(zhí)行機構等辦法都是可行的。
2、增加阻尼法
增加阻尼即增加對振動的摩擦，如套筒閥的閥塞可采用“O”形圈密封，采用具有較大摩擦力的石墨填料等，這對消除或減弱輕微的振動還是有一定作用的。
3，增大導向尺寸，減小配合間隙法
軸塞形閥一般導向尺寸都較小,所有閥配合間隙一般都較大,有0.4～lmm,這對產(chǎn)生機械振動是有幫助.因此,在發(fā)生輕微的機械振動時,可通過增大導向尺寸,減小配合間隙來削弱振動。
4、改變節(jié)流件形狀，消除共振法
因調(diào)節(jié)閥的所謂振源發(fā)生在高速流動、壓力急劇變化的節(jié)流口，改變節(jié)流件的形狀即可改變振源頻率，在共振不強烈時比較容易解決。具體辦法是將在振動開度范圍內(nèi)閥芯曲面車削0.5～1.0mm。如某廠家屬區(qū)附近安裝了一臺自力式壓力調(diào)節(jié)閥，因共振產(chǎn)生嘯叫影響職工休息，我們將閥芯曲面車掉0.5mm后，共振嘯叫聲消失。