控制閥在煉油及化工(gōng)行業應用廣泛,是生(shēng)産過程中(zhōng)用來控制流體(tǐ)流量、壓力和液位的一(yī)種常用的調節設備。在控 制閥的應用中(zhōng),計算和選型是前提,安裝和調試是關鍵,使用和維護是目的。控制閥如果選型不當,安裝不當或者調 試不好,就起不到調節作用。因此熟悉掌握控制閥工(gōng)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、薄膜爲執行機構,并借助電(diàn)氣閥門定位器、轉換器、電(diàn)磁閥,保位 閥等附件,實現開(kāi)關量或者連續調節,接收DCS的控制信号來調節介質的流量、壓力、溫度等各種工(gōng)藝參數。氣動閥 主要分(fēn)爲氣開(kāi)型和氣關型兩種,特點是控制簡單、反應快速、本質安全、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:内漏閥門不動作、開(kāi)度波動較大(dà)、出現卡塞現象、動作正常但流量未變化。原因主 要有:閥體(tǐ)故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電(diàn)纜故障、維修保養不到位、閥門品質問題、選型或者設 計原因、氣動元件故障。
01、閥體(tǐ)故障及對策
常見故障
1)蝶閥金屬閥座損壞導緻閥體(tǐ)被卡住;蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥杆連接螺栓 滑絲,主要表現爲閥軸看起來已經動作但實際閥芯并未動作
2)球閥閥體(tǐ)内部磨損導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緻閥門 内漏或者被卡。
3)半球閥閥軸軸套損壞導緻閥門動作困難。
4)蒸汽閥閥杆密封因高溫老化導緻蒸汽洩漏;蒸汽閥消音闆脫落,導緻閥門經常被卡住而 且管道噪音異常大(dà)。
5)閥杆内部磨損或者腐蝕導緻閥門内漏;閥杆填料處密封件損壞而洩漏。
原因對策
1)閥芯閥座洩漏的産生(shēng)原因爲閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕,執行機構作用力太小(xiǎo),閥座 螺紋被磨損而松動。故障處理方式:改善研磨結合面,調整執行機構和閥杆的連接,擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。
2)閥座環與閥體(tǐ)之間洩漏的産生(shēng)原因爲擰緊力矩太小(xiǎo),閥體(tǐ)表面光潔度差,墊片不合适, 閥體(tǐ)有小(xiǎo)孔或者有毛刺。故障處理方式:加大(dà)擰力,重新清洗和處理閥體(tǐ),更換合适的墊片,重新将閥體(tǐ)焊接處理。
3)填料洩漏的産生(shēng)原因爲閥杆光潔度不好或者産生(shēng)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, 填料出現腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式:磨光閥杆并壓直,重新擰緊或更換填料;安裝間隔環,減少高 度,改爲性能好的填料,修理更換壓蓋及相關的法蘭螺栓等。
4)閥杆及閥振動而導緻閥杆連接處脫開(kāi)或者折斷,産生(shēng)原因爲力矩太大(dà),銷子連接不合适。故障處理方式:改用閥 芯閥杆整體(tǐ)件或者焊接閥芯,将連接件連接牢固,消除振動因數。閥振動的産生(shēng)原因爲密封填料洩漏,旁路未調好, 定位器增益太高,支撐不好有振動源。故障處理方式:潤滑填料并調整,重新調整旁路,選用低增益型定位器,将閥 固定牢固避開(kāi)振動源。
02、氣缸故障原因及對策
常見故障
1)執行機構限位螺栓脫落導緻氣缸漏氣,引起閥門不能動作或者動作遲緩,達不到預定開(kāi) 度。
2)氣缸O形密封環損壞導緻漏氣,引起閥門動作困難或者不能動作。
3)氣缸活塞變形導緻摩擦力增大(dà),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(tǐ)動作的聯動機構松脫或者生(shēng)鏽導緻閥門動作困難。
5)氣缸容量偏小(xiǎo)或者氣缸彈簧故障導緻閥門動作困難。
原因對策
1)活塞密封處洩漏的産生(shēng)原因爲氣缸光潔度太差;活塞環裝配密封性不夠,密封環使用溫 度過高,密封件使用時間太長損壞。故障處理方式:研磨氣缸并重新調整氣缸限位螺栓,根據使用溫度重新選擇密封 環,更換時應正确安裝。
2)氣缸限位螺栓松動的處理方式:重新将螺栓擰緊。
3)活塞摩擦力大(dà)的處理方式:重新塗潤滑油,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,執行機構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、更換彈簧。
03、定位器故障原因及對策
常見故障
1)定位器電(diàn)路闆故障引起閥門動作不正常。
2)小(xiǎo)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(wù)進 入定位器内部導緻小(xiǎo)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)滑動變阻器損壞導緻閥門定位不準,引起閥門動作出現異常,主要原因爲環境溫度過高 且有水等其他液體(tǐ)進入導緻變阻器損壞。
5)定位器氣源接口的O形密封環斷裂,導緻斷裂的O形密封環卡住小(xiǎo)滑閥閥杆,使之不能動 作。
6)定位器葛蘭頭處密封性不好,導緻定位器電(diàn)路闆進水損壞。
7)因管道振動過大(dà),周圍環境溫度過高,濕度過大(dà),引起電(diàn)路闆出現故障。
原因對策
1)葛蘭頭處密封問題導緻定位器進水引起電(diàn)路闆損壞。故障處理方式:提高葛蘭頭密封性 ,從而避免定位器内部進水導緻電(diàn)路闆損壞。
2)因儀表空氣濕度大(dà)且灰塵較多,導緻小(xiǎo)滑閥進入髒物(wù)而引起小(xiǎo)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量。
3)因周邊溫度過高、濕度過大(dà)、振動過大(dà)導緻滑動變阻器及電(diàn)路闆頻(pín)繁損壞。故障處理方 式:将電(diàn)路闆和小(xiǎo)滑閥及滑動變阻器分(fēn)離(lí),做成分(fēn)離(lí)式閥門定位器。
4)因定位器O形密封環經常斷裂,導緻小(xiǎo)滑閥閥杆被卡住,主要原因爲氣源壓力過大(dà),正 常情況應爲0.5MPa左右,高于0.5MPa時會導緻密封圈老化加快,容易損壞。故障處理方式:使氣源壓力保持在0.4MPa 左右,另外(wài)需提供質量更好的密封圈。
04、工(gōng)藝及設計引起的故障及對策
常見故障
1)工(gōng)藝參數改變導緻管道壓差過大(dà)等原因引起的閥門不能動作。
2)因介質原因導緻閥體(tǐ)結垢,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)因設計選型原因,執行機構偏小(xiǎo),力矩不夠,閥門不能正常動作,閥體(tǐ)材質不合适,導 緻閥體(tǐ)損壞。
原因對策
1)壓差過大(dà)導緻控制閥不能正常開(kāi)啓。處理方式:在控制閥前後加裝1台旁通閥。
2)因工(gōng)藝原因閥體(tǐ)結垢而導緻控制閥不能正常開(kāi)啓。處理方式:增加沖洗水管,另外(wài)定期 拆開(kāi)閥門清洗閥體(tǐ),必要時打磨閥芯。
3)管道堵塞導緻控制閥不能動作。處理方式:優化操作方式,盡量不使管道堵塞,另外(wài)拆 開(kāi)管道沖洗閥門。
4)關于設計選型問題。處理方式:在設計階段盡量優化各種工(gōng)藝參數,保證選型時不會因 爲工(gōng)藝參數不準導緻選型出現問題。
05、DCS原因引起的故障及對策
常見故障
1)I/O卡件損壞沒有信号輸出導緻控制閥不能動作。
2)DCS輸出信号不穩定,導緻控制閥開(kāi)度波動,使控制閥動作不正常。
3)控制電(diàn)纜損壞或者絕緣不好、接線松動導緻信号不正常從而引起控制閥動作不正常。
4)由于保養不到位導緻定位器進水,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,隐患未及時發現導緻進一(yī)步擴大(dà),最終引起控制閥動作異常。
原因對策
日常應做好維修保養和巡檢工(gōng)作,發現隐患及時處理;當控制閥開(kāi)度出現波動時及時檢查 PID參數設置是否正确并及時調整參數。
06、氣動元件損壞導緻的故障及對策
常見故障
1)氣源軟管老化破損或者不鏽鋼氣源管漏氣導緻氣源壓力偏低,使控制閥動作出現異常。
2)空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過髒導緻控制閥動作出現異常。
3)氣源壓力偏低或者氣源未開(kāi)導緻控制閥動作出現異常。
原因對策
1)更換質量更好的氣源軟管或者空氣過濾器;定期巡檢,發現氣源軟管或者空氣過濾器有 破損漏氣迹象時,或者濾芯過髒需找機會盡快更換。
2)調整氣源壓力滿足氣動閥門最小(xiǎo)氣源壓力要求。