張東風(fēng)

【摘要】氣動調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電力、冶金等工業(yè)企業(yè)廣泛使用的工業(yè)過程控制儀表之一?；どa(chǎn)中氣動調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是必不可少的，它是組成工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它如生產(chǎn)過程自動化的手腳。

【關(guān)鍵詞】調(diào)節(jié)閥;故障分析;氣動;結(jié)構(gòu)原理

氣動調(diào)節(jié)閥又稱氣動控制閥，是工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的重要設(shè)備。氣動調(diào)節(jié)閥可以連續(xù)和精確的調(diào)節(jié)流體的流量、溫度、壓力、液位等參數(shù)，以滿足生產(chǎn)工藝的需要。

一、氣動調(diào)節(jié)閥在化工領(lǐng)域的概述

調(diào)節(jié)閥是現(xiàn)在工業(yè)控制中的重要控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)閥的選型、控制精度直接影響到生產(chǎn)線制造產(chǎn)品的質(zhì)量的控制效果。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)線上的調(diào)節(jié)閥控制機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障，影響工藝生產(chǎn)穩(wěn)定，甚至有可能引起生產(chǎn)線的事故的發(fā)生及人員的傷亡等，造成不必要的安全隱患，后果是難以估計(jì)的。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，工業(yè)自動化程度較高，氣動閥的應(yīng)用范圍較廣，它是一種相對來說比較穩(wěn)定的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，維修與故障處理通俗易懂，同時(shí)生產(chǎn)線上應(yīng)用這種調(diào)節(jié)閥對生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行及生產(chǎn)線的自動化控制都是較為通用。

二、氣動調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)及工作原理

氣動調(diào)節(jié)閥主要由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥體、附件三部分組成 。執(zhí)行機(jī)構(gòu)以潔凈壓縮空氣為動力，接收4至20毫安電信號或20至100KPa氣信號，驅(qū)動閥體運(yùn)動，改變閥芯與閥座間的流通面積，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的作用。為了改善閥門的線性度，克服閥桿的摩擦力和被調(diào)介質(zhì)工況（溫度、壓力、流量、液位）變化引起的影響，使用閥門定位器與調(diào)節(jié)閥配套，從而使閥門位置能按調(diào)節(jié)信號精確定位;其工作原理為力矩平衡原理。

氣動裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由上、下膜蓋、橡膠隔膜、氣動桿、支架、彈簧、彈簧座、調(diào)節(jié)套筒、連接螺母、行程指示器、操縱手輪等部件組成。橡膠隔膜為氣動執(zhí)行裝置的關(guān)鍵部件，一般由具有較好的耐油及耐高、低溫性能的丁腈橡膠加錦綸絲織物制成。為了保護(hù)其有效面積基本上保持不變，提高氣動裝置工作的線性度，膜片常制作成波紋狀。為了保證作用于膜片上的壓力能有效準(zhǔn)確地傳遞給氣動桿，除薄膜的四周夾裝于上、下膜蓋之間以外，其中間部分壓裝在下護(hù)板的盤形件上。回位彈簧也是一個(gè)關(guān)鍵部件，它能使氣動閥在氣動頭失氣后迅速回到閥門的安全位置，對它的要求是在全行程范圍內(nèi)彈簧的剛度應(yīng)不發(fā)生變化，這樣可以提高氣動裝置的線性度。上、下膜蓋一般用灰鑄鐵鑄成，也可用鋼板沖制。它們與膜片構(gòu)成隔膜氣室.形成操作閥門的動力。調(diào)節(jié)套筒用來調(diào)整彈簧的預(yù)緊力，這樣可以根據(jù)實(shí)際工作需要改變進(jìn)氣壓力的起始值和壓座預(yù)緊力。氣動桿一端安裝下護(hù)板并感受和傳遞隔膜所施加的推力，另一端通過聯(lián)軸器與閥桿相連接，將隔膜的推力轉(zhuǎn)變成閥門開度的變化。開度指示器它用于指示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣動桿位移。閥門氣動裝置的手輪裝置的作用：大多數(shù)比較重要的氣動閥門都設(shè)計(jì)有氣動裝置的手動機(jī)構(gòu)，不同廠家構(gòu)形各異，其作用主要有下列兩點(diǎn)：

A、氣源中斷、調(diào)節(jié)器故障無輸出以及膜片損壞等情況，用手輪操作使閥門動作，以保障生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行，保證電站安全;

B、用于加強(qiáng)隔離（用手輪增大閥座/閥瓣的壓緊力）;或根據(jù)系統(tǒng)需要控制下游流量和壓力的作用。

三、常見故障分析及處理方法

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，氣動控制閥接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)，處理氣動調(diào)節(jié)閥故障是保障安全平穩(wěn)生產(chǎn)必不可少的環(huán)節(jié)。

（一）調(diào)節(jié)閥不動作

確認(rèn)氣動調(diào)節(jié)閥的氣源壓力是否正常，查找氣源故障。如果氣源壓力正常，則判斷定位器或電/氣轉(zhuǎn)換器的放大器有無輸出;若無輸出，則放大器恒節(jié)流孔堵塞，或壓縮空氣中的水分聚積于放大器球閥處。用小細(xì)鋼絲疏通恒節(jié)流孔，清除污物或清潔氣源。如果以上皆正常，有信號而無動作，則執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障或閥桿彎曲，或閥芯卡死。遇此情況，必須卸開閥門進(jìn)一步檢查。

（二）調(diào)節(jié)閥卡澀

如果氣動調(diào)節(jié)閥桿往復(fù)行程動作遲鈍，則閥體內(nèi)或有黏性大的物質(zhì)，結(jié)焦堵塞或填料壓得過緊，或聚四氟乙烯填料老化，閥桿彎曲劃傷等。調(diào)節(jié)閥卡堵故障大多出現(xiàn)在新投入運(yùn)行的系統(tǒng)和大修投運(yùn)初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口和導(dǎo)向部位造成堵塞從而使介質(zhì)流通不暢，或調(diào)節(jié)閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導(dǎo)致小信號不動作、大信號動作過頭的現(xiàn)象。遇到此類情況，可迅速開、關(guān)旁通或調(diào)節(jié)閥，讓雜質(zhì)從旁通或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑，同時(shí)在調(diào)節(jié)閥前加裝過慮器。

（三）調(diào)節(jié)閥泄露

閥桿長短不適，氣開閥閥桿太長，閥桿太長閥桿向上的（或向下）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短，導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。閥芯和閥座密封面上有雜質(zhì)，也會容易造內(nèi)漏。應(yīng)縮短（或延長）調(diào)節(jié)閥閥桿使調(diào)節(jié)閥長度合適，清理閥芯和閥座密封面上的雜質(zhì)，使其不再內(nèi)漏。

（四）調(diào)節(jié)閥震蕩

調(diào)節(jié)閥的彈簧剛度不足，調(diào)節(jié)閥輸出信號不穩(wěn)定而急劇變動易引起調(diào)節(jié)閥振蕩。還有所選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同或管道、基座劇烈振動，使調(diào)節(jié)閥隨之振動。選型不當(dāng)，調(diào)節(jié)閥工作在小開度存在著劇烈的流阻、流速、壓力的變化，當(dāng)超過閥的剛度，穩(wěn)定性變差，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生振蕩。由于產(chǎn)生振蕩的原因是多方面的，要具體問題具體分析。對振動輕微的，可增加剛度來消除，如選用大剛度彈簧的調(diào)節(jié)閥，改用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)等;管道、基座劇烈振動，可通過增加支撐消除振動干擾;閥的頻率與系統(tǒng)的頻率相同時(shí)，更換不同結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥。

結(jié)論

氣動調(diào)節(jié)閥在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛運(yùn)用，對于工業(yè)生產(chǎn)安全可靠運(yùn)行具有重大意義，因此對氣動調(diào)節(jié)閥的常見故障分析處理是具有普遍而重大意義的，本文通過對氣動調(diào)節(jié)閥常見故障分析及處理方法得出了一套行之有效的氣動調(diào)節(jié)閥儀控缺陷處理方法和思路，對于工業(yè)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的積極意義。