氣動調節(jiē)閥是(shì)工(gōng)業生產廣泛使(shǐ)用(yòng)的工業過(guò)程控製(zhì)儀表(biǎo)之一,它是組成工業(yè)自(zì)動化係統的重要(yào)環節。氣動調節閥就是以壓縮空(kōng)氣為動力(lì)源,以氣缸(gāng)為執行器,並(bìng)借助(zhù)於(yú)閥門(mén)定(dìng)位器、轉換(huàn)器、電磁閥、保(bǎo)位閥(fá)等(děng)附件去(qù)驅動閥門,實現開關量或比(bǐ)例(lì)式調節,接收工(gōng)業自動化控製係統的控製信號(hào)來完成調節(jiē)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點(diǎn)就(jiù)是控製簡單(dān),反應快(kuài)速,且本質安全。
下麵,了(le)解一下氣動調節閥(fá)的常見故(gù)障及(jí)處理方法。望能對(duì)工廠的現場維護人員起到(dào)一點助益。
調(diào)節閥(fá)常(cháng)見故障現象及原(yuán)因分(fèn)析
2.1 氣源(yuán)故障
1)現場氣(qì)源未開。
2)氣源含水,天氣寒冷結冰。
3)淨化風停(tíng)止供應。
4)氣源總管泄露(lù)或(huò)風線堵塞導致風壓(yā)過低,調節閥不能全開(kāi)或全關,甚至不動作。
5)空氣過濾減壓器長時間使用,髒物太多(duō),減壓閥下黑(hēi)色旋鈕(niǔ)打開漏風,使輸出(chū)風(fēng)壓小於規定的壓力,導(dǎo)致調節閥(fá)不能全開(kāi)全關,甚至(zhì)不動作(zuò)。
6)現(xiàn)場風線漏(lòu)風,接頭鬆動,導致風壓不足,調節閥不(bú)能全開全關,甚至不動作(zuò)。
7)過濾(lǜ)減壓閥(fá)故障,導致風壓不穩,造成(chéng)調節閥振蕩。
2.2 線路(lù)故(gù)障
1)電源線接線(xiàn)端鬆動、脫落、短路、斷路,電路板灰塵積得太多導致接觸不(bú)良(liáng),信號波動,調(diào)節(jiē)閥產(chǎn)生振動。
2)大雨或台風過後,設備(bèi)進水受潮使接線短路,造(zào)成調節閥不能全開或全關。
3)極性接反會導致調節閥(fá)不動作(zuò)。
4)電(diàn)源線中(zhōng)間段故障,由於絕緣(yuán)膠帶的(de)失效(xiào),電線(xiàn)絕緣皮脫落造(zào)成線與線之間(jiān)的短路,由於現場振動導致(zhì)電(diàn)線斷(duàn)裂,導致調節閥動作(zuò)不(bú)連續振蕩,不能全開或全關甚(shèn)至是不動作。
5)由於調節閥維修過後接線(xiàn)失誤,導致調節閥故障。
6)調節閥輸出信號不穩定(dìng),導致(zhì)調(diào)節閥操(cāo)作(zuò)波動。
2.3 定位器(qì)故障
1)反(fǎn)饋(kuì)杆固定(dìng)螺(luó)母(mǔ)鬆(sōng)動脫落,反饋(kuì)杆上的(de)彈簧脫落(luò),造成(chéng)反饋杆的鬆動、脫(tuō)落、卡澀(sè),使調節閥振蕩。
2)定位器中的位(wèi)置(zhì)傳感器故障,當振動(dòng)到壞(huài)點會導致中控室顯示超程(chéng),過(guò)一陣又(yòu)恢(huī)複正常,通過更換可(kě)以解決。
3)定位器PID參數整定不合(hé)適。
2.4 調節閥閥體故障(zhàng)
1)調節閥閥芯或(huò)閥座磨損(介(jiè)質的衝刷(shuā)、鐵鏽、焊渣等髒物(wù)的劃傷磨損),卡澀(sè)(介質中(zhōng)的各種雜質(zhì)堵塞),密封不嚴(yán)(密(mì)封環磨損),導致閥全關(guān)時介質依然過(guò)量,無法控製。
2)調節閥盤根壓得過緊或過鬆,過(guò)緊使調節閥閥杆動作遲緩(huǎn)或跳躍(yuè),過鬆會使介質泄露,若是重油很有(yǒu)可(kě)能燃燒,造成(chéng)很大的事故。
3)調節閥安裝時管道與閥體不同(tóng)心,使調節閥受附加應力(lì)過(guò)大,造(zào)成振蕩,不能全開或全關等。
4)調節閥(fá)閥杆與連接件固定(dìng)螺母鬆動,閥杆與(yǔ)閥(fá)芯不(bú)同(tóng)心,導(dǎo)致閥關不死,所受應(yīng)力增大,導(dǎo)致閥杆高頻振蕩,甚至斷裂。
5)調(diào)節閥(fá)膜頭(tóu)故障,由於膜片長時間使用,老化變(biàn)質,彈性(xìng)變小(xiǎo),密封性(xìng)變差,膜片漏(lòu)氣,壓縮彈簧(huáng)老(lǎo)化,彈性變小,斷裂,導致調節閥不能(néng)全(quán)開(kāi)全(quán)關甚至失(shī)去控製。
6)調節閥閥(fá)芯脫落、閥芯與閥座卡死、閥杆(gǎn)彎曲或折(shé)斷(duàn)會導致調節閥動(dòng)作正常,但是(shì)起不到調(diào)節作用。
2.5 調節閥應用(yòng)工況與(yǔ)原設(shè)計工況不符導致的故障
1)由於設計院給的設計參(cān)數(shù)(閥體的材質、填料的形式、調(diào)節閥的流開與流閉(bì)、流量(liàng)特性的選擇及使用(yòng)時的開度等)與現場實際不符(fú)出現故障(zhàng)。
2)由於工藝介質(zhì)的變化,導致調節閥的工況(kuàng)滿足不了實際工況而造成故障。
3)流體流(liú)經調節閥時(shí)產生嚴重(chóng)的(de)閃(shǎn)蒸(液體(tǐ)流(liú)過(guò)調節閥的節流口(kǒu)時,速度上升,壓力下降(jiàng),降到液體在該工(gōng)況下(xià)的飽和蒸汽壓(yā)Pv時,便會汽化,分解出氣(qì)體形成兩相流動)、空化(節流後(hòu),速度下(xià)降,壓力(lì)回升(shēng),當壓力的恢複超過Pv時,不再繼續(xù)汽化,同時液體中的氣泡將還原為液體,這時氣(qì)泡破裂,產生較強(qiáng)的壓力衝(chōng)擊波)、氣蝕(由於氣泡破裂產生的衝擊力極大,會嚴重地衝擊(jī)損傷閥芯、閥座表麵,特別是密封麵(miàn)處,會產生蜂(fēng)窩狀的損(sǔn)壞(huài)),造成調(diào)節閥(fá)的(de)振(zhèn)蕩,材質的損壞及較大的噪(zào)聲。
4)現場(chǎng)有振動(dòng)源(管道(dào)或基座),會(huì)導致調節閥接線鬆(sōng)動,固定螺母(mǔ)鬆動甚至導致調節閥振蕩。
5)調(diào)節閥流通(tōng)能(néng)力Cv值(zhí)選得過大,經常(cháng)在小開度下(xià)工作,介質(zhì)對閥芯(xīn)閥座的衝(chōng)刷及流量特性均受很大影響,使(shǐ)調節閥振(zhèn)蕩。
6)調節閥流向裝反,導致(zhì)流開與流閉的形式(shì)反向,不僅會影響調節閥的流(liú)量特性,還(hái)有可能(néng)使閥前後壓差過(guò)大,使閥開關所需的力增大,甚至導致閥(fá)杆(gǎn)斷裂(liè)。
7)調節閥在使用過程中,由(yóu)於(yú)介(jiè)質的壓力波動(dòng),閥(fá)芯(xīn)相(xiàng)對(duì)於導向麵作橫(héng)向(xiàng)運動(若閥(fá)芯與閥座間間(jiān)隙較大,振(zhèn)動更加強烈),一般會產生頻率小於1500Hz的振(zhèn)動,當其頻(pín)率(lǜ)與調節閥的固有頻率(lǜ)相接近甚至相同(tóng)時會產(chǎn)生共振(zhèn),這種工況下的(de)調節閥(fá)會產生嘯叫現(xiàn)象,以(yǐ)及(jí)極大(dà)的破壞力。
8)調節閥壓縮彈簧剛度不(bú)足,預緊力(lì)不夠(gòu)也會導致調節閥振蕩。
9)當介質內含(hán)有(yǒu)雜(zá)質、異物卡在(zài)閥芯(xīn)閥座處,會導致調節閥關不死,泄漏量增(zēng)大。
10)由於介質高(gāo)溫高壓(yā)(一般高於200℃),盤根會出現泄漏(lòu),而且填(tián)料壓蓋又不能壓得太緊,如果緊固解決(jué)不(bú)了,就必須更換,例如常(cháng)減壓裝置的重(chóng)油一旦泄漏(lòu),很容易發生事故。
11)調節閥閥蓋法蘭泄漏(lòu)和閥體出(chū)現砂眼也會造成調節閥的外漏,外漏所造成的影響要(yào)比內漏更加(jiā)嚴重。
解決及改(gǎi)進(jìn)方案:
1)改變閥芯的流(liú)量特性
調節閥(fá)一(yī)般在開度相對(duì)較低的時(shí)候發生振動,采用改變(biàn)調節閥流量特性的(de)方法可以消除振動。如把快(kuài)開特性改成(chéng)直線特性、直(zhí)線(xiàn)特性改成等(děng)百分(fèn)比(bǐ)特性(xìng)、等百分比特(tè)性改成雙曲線特(tè)性,可以在調節(jiē)閥流量不變(biàn)的情(qíng)況下(xià)增大閥門的開(kāi)度,從而(ér)可以避(bì)免調節(jiē)閥在小開度下(xià)工(gōng)作,有效(xiào)地(dì)防止調節閥振動的發(fā)生。
2)改變(biàn)安裝方向
改變(biàn)閥門流向,由側進底出改為底進側(cè)出,即(jí)將(jiāng)流閉閥改(gǎi)成(chéng)流開閥(fá),通(tōng)過改(gǎi)變流(liú)向消(xiāo)除振動現(xiàn)象,增加閥門運(yùn)行穩定性。
3)改(gǎi)變閥門結構
由ASB拋物線(xiàn)型平衡式(shì)閥(fá)內件改為ABM籠式(shì)平(píng)衡式閥內(nèi)件,介(jiè)質流經閥芯(xīn)流量孔後通過互相碰撞降低流速及(jí)消耗掉部(bù)分能(néng)量,達到閥門的穩定運行。
常二線控(kòng)製(zhì)閥(fá)101-FV-03302震(zhèn)蕩
現場調節閥最(zuì)常見的故障就(jiù)是震蕩,調節閥的波動過大(dà)會(huì)影響工藝操作平穩,產品質量(liàng)不合格,甚(shèn)至引(yǐn)起事故。震蕩現象(xiàng)雖然十分普遍,但引起(qǐ)震蕩的原(yuán)因很多,故根據2013年12月13日(rì)常二線(xiàn)控製閥101-FV-03302的典型故障,總結(jié)出一個常(cháng)規的(de)分析解(jiě)決方案,方(fāng)法如下(xià):
首先檢查(chá)氣路(lù)環(huán)節,即檢(jiǎn)查風壓是否達到要求,風線接頭處是否漏氣,定(dìng)位器(qì)是否漏氣等。具體步驟為:將其打(dǎ)到手動狀態,使閥開到一定(dìng)開(kāi)度,觀(guān)察閥位(wèi)是否變(biàn)化,其上麵(miàn)的小風表也會有靈(líng)敏的變(biàn)化,可據此判斷定位(wèi)器環節是否漏(lòu)氣,若(ruò)閥(fá)杆與膜(mó)頭(tóu)連(lián)接(jiē)處漏(lòu)風,則說明膜片破損。經檢查後(hòu),發現定位(wèi)器進氣模塊處漏風,隨(suí)後(hòu)進行密封處(chù)理,漏氣現象消除,但閥還是震蕩,於是對調(diào)節(jiē)閥進行自整定,看(kàn)自整定能否消除震蕩現(xiàn)象。整定完後(hòu)調節閥仍然震蕩,於是在此基礎(chǔ)上對其進行參數的調整以(yǐ)達到較(jiào)快解(jiě)決問題的目的。定位器中包含有(yǒu)PID參數,故而(ér)它也相(xiàng)當於一個調(diào)節(jiē)器(qì),因(yīn)此對(duì)參數的調整會相對煩瑣(suǒ)一些(xiē),解(jiě)決閥震蕩(dàng)的參數隻要有以(yǐ)下幾項:
1)將(jiāng)運行模式從“1.0自適(shì)應(yīng)控製方式”下切換到(dào)“1.1固定控製方式”,觀察震蕩現象是(shì)否減小或消除(chú),若無減小或消除,則進(jìn)行下一步設置。
2) 調整“P1.2容差(chà)帶”,定位器的容差帶(dài)缺省設(shè)置在(zài)0.68%,而針對震蕩的閥則應適當增大其(qí)容差帶,但保證容差帶總是比死(sǐ)區大0.2%以上。
3) P7.0與(yǔ)P7.1是開向與關向放大比例,數值較高(gāo),控製速度(dù)快,但同時影響穩定(dìng)性,數值太大將(jiāng)會引起波(bō)動。
4) P7.2與P7.3是(shì)開向與關向(xiàng)積分時間,數值較(jiào)高,控製速度快,但同時影響閥位(wèi)精度。
5) P7.4與P7.5是開向(xiàng)與關向(xiàng)微分,使調節閥的閥杆提前啟動和製動,但數值過大,會降低其抗幹擾(rǎo)能力。
6) P7.6與P7.7是(shì)開向與關(guān)向偏移量,數(shù)值大了,會引(yǐn)起波動,數值小了,動作速(sù)度慢(注:ABB定位器P7組態菜單(dān)中的各(gè)個(gè)項(xiàng)目主要是調(diào)節(jiē)PID參(cān)數,根據調節閥具體的(de)震蕩形(xíng)式、開關閥的具體(tǐ)情況要進行針對性的設定)。
7)經過以上的參數調整,閥(fá)不再震蕩後,即可保存(cún)修改參數,將調節閥投用(yòng)。若震蕩現象沒有(yǒu)得到減小(xiǎo)或效果不明顯,可將(jiāng)定位器中的IP模塊進行專項檢查,看是否出現進(jìn)水(shuǐ)受潮或(huò)電(diàn)路問題,若無法維修,可以試著(zhe)更換新的定位器解決此問題(tí)。
4 調節閥的日常維護
為了降(jiàng)低(dī)調節閥出現(xiàn)故障的概率,日常對其進行的維護保養工作也(yě)尤為重要,羅列出下麵幾(jǐ)項措施:
1)定(dìng)位(wèi)器(qì)、減壓閥(fá)定期排汙(油、水)。
2)檢查反(fǎn)饋杆是否鬆動(dòng)與脫落。
3)檢查附(fù)件各壓力表是否損壞(huài),氣(qì)源壓力是(shì)否符合調節(jiē)閥銘牌上的額(é)定值(zhí)。
4)檢(jiǎn)查(chá)調節(jiē)閥膜頭(tóu)是(shì)否漏氣,氣源管是否破裂、漏(lòu)氣。
5)檢查調(diào)節閥上下膜蓋上排氣孔是否堵塞(氣(qì)開(kāi)式有進雨(yǔ)水的可能)。
6)檢查調節閥的填料是否有泄漏。
7)檢查調節(jiē)閥的上閥蓋與閥體接觸麵是否泄(xiè)漏。
8)檢查進(jìn)線口是否密(mì)封,各螺栓連接件部分是否鏽蝕(shí),是(shì)否需(xū)要防腐。
9)檢查調節閥的手輪是否處於自(zì)動位(wèi)置,未處於自動位置的是否屬於限位,是(shì)否有記錄。
10)保(bǎo)持(chí)調節閥的(de)整體衛生清潔。
11)防水,閥門要做(zuò)防雨罩(zhào)。
12)檢查閥門的固定是(shì)否牢固,是否有振動。
13)檢(jiǎn)查機械齒輪是否有卡的(de)現象,要定期潤(rùn)滑保養。
14)檢(jiǎn)查反饋杆等(děng)運動(dòng)部分要定期潤滑(huá),保證(zhèng)靈(líng)活可靠。
5 結論
調(diào)節閥是自動控製係統中一個重要環節,其運(yùn)行情況的(de)準確、穩定(dìng)直接影響控製係統的控製質量。因(yīn)此(cǐ),做好調節閥日常巡檢(jiǎn)和維護保養工作(zuò),可大(dà)幅度提高調節閥(fá)使用的平穩率,當出現故(gù)障時,能做好原因分析、製定解決方案、事後總結等一係列(liè)工作,對(duì)自己的儀表水平是一(yī)種提升,更(gèng)是為生產的平穩(wěn)操作保駕護航。