出现故障时调节阀的重点检查部位
1. 阀体内壁,对于使用在高压差和腐蚀性介质场合的调节阀,阀体内壁经常 受到介质的冲击和腐蚀,必须重点检查耐压,耐腐的情况。
2. 阀座,调节阀在工作时,因介质渗入,固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀 而使阀座松动,检查时应予注意。对高压差下工作的阀,还应检查阀座的密封面是否被冲坏。
3. 阀芯,阀芯是调节阀工作时的可动部件,受介质的冲刷,腐蚀最为严重,检修时要认真检查阀芯各部分是否被腐蚀,磨损,特别是高压差的情况下阀
芯的磨损更为严重,(因汽蚀现象)应予注意。阀芯损坏严重时应进行更换。另外还应注意阀杆是否也有类似的现象,或与阀芯连接松动等。
4. “O”型密封圈和其他密封垫是否老化,裂损。
5. 应注意聚四氟乙烯填料,密封润滑油脂是否老化,配合面是否被损坏,应在必要时更换。
一、提高寿命的方法
01
大开度工作延长寿命法
让调节阀一开始就尽量在最大开度上工作,如90%。这样,汽蚀、冲蚀等破坏发生在阀芯头部上。
随着阀芯破坏,流量增加,相应阀再关一点,这样不断破坏,逐步关闭,使整个阀芯全部充分利用,直到阀芯根部及密封面破坏,不能使用为止。
同时,大开度工作节流间隙大,冲蚀减弱,这比一开始就让阀在中间开度和小开度上工作提高寿命1~5倍以上。如某化工厂采用此法,阀的使用寿命提高了2倍。
02
减小s增大工作开度提高寿命法
减小S,即增大系统除调节阀外的损失,使分配到阀上的压降降低,为保证流量通过调节阀,必然增大调节阀开度,同时,阀上压降减小,使气蚀、冲蚀也减弱。
具体办法有:
阀后设孔板节流消耗压降;
关闭管路上串联的手动阀,至调节阀获得较理想的工作开度为止。
对一开始阀选大处于小开度工作时,采用此法十分简单、方便、有效。
03
缩小口径增大工作开度提高寿命法
通过把阀的口径减小来增大工作开度。
具体办法有:
换一台小一档口径的阀,如DN32换成DN25;
阀体不变更,更换小阀座直径的阀芯阀座。
如某化工厂大修时将节流件dgl0更换为dg8,寿命提高了1倍。
04
转移破坏位置提高寿命法
把破坏严重的地方转移到次要位置,以保护阀芯阀座的密封面和节流面。
05
增长节流通道提高寿命法
增长节流通道最简单的就是加厚阀座,使阀座孔增长,形成更长的节流通道。
一方面可使流闭型节流后的突然扩大延后,起转移破坏位置,使之远离密封面的作用;另一方面,又增加了节流阻力,减小了压力的恢复程度,使汽蚀减弱。
有的把阀座孔内设计成台阶式、波浪式,就是为了增加阻力,削弱汽蚀。这种方法在引进装置中的高压阀上和将老的阀加以改进时经常使用,也十分有效。
06
改变流向提高寿命法
流开型向着开方向流,汽蚀、冲蚀主要作用在密封面上,使阀芯根部和阀芯阀座密封面很快遭受破坏;流闭型向着闭方向流,汽蚀、冲蚀作用在节流之后,阀座密封面以下,保护了密封面和阀芯根部,延长了寿命。
故作流开型使用的阀,当延长寿命的问题较为突出时,只需改变流向即可延长寿命1~2倍。
07
改用特殊材料提高寿命法
为抗汽蚀(破坏形状如蜂窝状小点)和冲刷(流线型的小沟),可改用耐汽蚀和冲刷的特殊材料来制造节流件。这种特殊材料有6YC-1、A4钢、司太莱、硬质合金等。
为抗腐蚀,可改用更耐腐蚀,并有一定机械性能、物理性能的材料。这种材料分为非金属材料(如橡胶、四氟、陶瓷等)和金属材料(如蒙乃尔、哈氏合金等)两类。
08
改变阀结构提高寿命法
采取改变阀结构或选用具有更长寿命的阀的办法来达到提高寿命的目的,如选用多级式阀,反汽蚀阀、耐腐蚀阀等。
09
减小行程以提高膜片寿命法
对两位型调节阀,当动作频率十分频繁时,膜片会很快在作上下折叠中破裂,破坏位置常在托盘圆周。
提高膜片寿命的最简单、最有效的办法是减小行程。减小后的行程值就为1/4dg。如dgl25的阀,其标准行程为60mm,可减小到30mm,缩短了50%。
此外,还可以考虑如下因素:
在满足打开与关闭的条件下尽量减小膜室压力;
提高托盘与膜片贴合处光洁度。
二、调节阀堵塞的防堵(卡)方法
01
清洗法
管路中的焊渣、铁锈、渣子等在节流口、导向部位、下阀盖平衡孔内造成堵塞或卡住使阀芯曲面、导向面产生拉伤和划痕、密封面上产生压痕等。这经常发生于新投运系统和大修后投运初期。这是最常见的故障。
遇此情况,必须卸开进行清洗,除掉渣物,如密封面受到损伤还应研磨;同时将底塞打开,以冲掉从平衡孔掉入下阀盖内的渣物,并对管路进行冲洗。投运前,让调节阀全开,介质流动一段时间后再纳入正常运行。
02
外接冲刷法
对一些易沉淀、含有固体颗粒的介质采用普通阀调节时,经常在节流口、导向处堵塞,可在下阀盖底塞处外接冲刷气体和蒸汽。
当阀产生堵塞或卡住时,打开外接的气体或蒸气阀门,即可在不动调节阀的情况下完成冲洗工作,使阀正常运行。
03
安装管道过滤器法
对小口径的调节阀,尤其是超小流量调节阀,其节流间隙特小,介质中不能有一点点渣物。
遇此情况堵塞,最好在阀前管道上安装一个过滤器,以保证介质顺利通过。
带定位器使用的调节阀,定位器工作不正常,其气路节流口堵塞是最常见的故障。
因此,带定位器工作时,必须处理好气源,通常采用的办法是在定位器前气源管线上安装空气过滤减压阀。
04
增大节流间隙法
如介质中的固体颗粒或管道中被冲刷掉的焊渣和锈物等因过不了节流口造成堵塞、卡住等故障,可改用节流间隙大的节流件—节流面积为开窗、开口类的阀芯、套筒,因其节流面积集中而不是圆周分布的,故障就能很容易地被排除。
如果是单、双座阀就可将柱塞形阀芯改为“V”形口的阀芯,或改成套筒阀等。
例如某化工厂有一台双座阀经常卡住,推荐改用套筒阀后,问题马上得到解决。
05
介质冲刷法
利用介质自身的冲刷能量,冲刷和带走易沉淀、易堵塞的东西,从而提高阀的防堵功能。
常见的方法有:
改作流闭型使用;
采用流线型阀体;
将节流口置于冲刷最厉害处,采用此法要注意提高节流件材料的耐冲蚀能力。
06
直通改为角形法
直通为倒S流动,流路复杂,上、下容腔死区多,为介质的沉淀提供了地方。角形连接,介质犹如流过90℃弯头,冲刷性能好,死区小,易设计成流线形。因此,使用直通的调节阀产生轻微堵塞时可改成角形阀使用。
三、调节阀外泄的解决方法
01
增加密封油脂法
对未使用密封油脂的阀,可考虑增加密封油脂来提高阀杆密封性能。
02
增加填料法
为提高填料对阀杆的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用双层、多层混合填料形式,单纯增加数量,如将3片增到5片,效果并不明显。
03
更换石墨填料法
大量使用的四氟填料,因其工作温度在-20~+200℃范围内,当温度在上、下限,变化较大时,其密封性便明显下降,老化快,寿命短。
柔性石墨填料可克服这些缺点且使用寿命长。因而有的工厂全部将四氟填料改为石墨填料,甚至新购回的调节阀也将其中的四氟填料换成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大,初时有的还产生爬行现象,对此必须有所考虑。
04
改变流向,置P2在阀杆端法
当△P较大,P1又较大时,密封P1显然比密封P2困难。因此,可采取改变流向的方法,将P1在阀杆端改为P2在阀杆端,这对压力高、压差大的阀是较有效的。如波纹管阀就通常应考虑密封P2。
05
采用透镜垫密封法
对于上、下盖的密封,阀座与上、下阀体的密封。若为平面密封,在高温高压下,密封性差,引起外泄,可以改用透镜垫密封,能得到满意的效果。
06
更换密封垫片
至今,大部分密封垫片仍采用石棉板,在高温下,密封性能较差,寿命也短,引起外泄。遇到这种情况,可改用缠绕垫片,“O”形环等,现在许多厂已采用。
07
对称拧螺栓,采用薄垫圈密封方法
在“O”形圈密封的调节阀结构中,采用有较大变形的厚垫片(如缠绕片)时,若压紧不对称,受力不对称,易使密封破损、倾斜并产生变形,严重影响密封性能。
因此,在对这类阀维修、组装中,必须对称地拧紧压紧螺栓(注意不能一次拧紧)。厚密封垫如能改成薄的密封垫就更好,这样易于减小倾斜度,保证密封。
08
增大密封面宽度,制止平板阀芯关闭时跳动
平板型阀芯(如两位型阀、套筒阀的阀塞),在阀座内无引导和导向曲面,由于阀在工作的时候,阀芯受到侧向力,从流进方靠向流出方,阀芯配合间隙越大,这种单边现象越严重,加之变形,不同心,或阀芯密封面倒角小(一般为30°倒角来引导),因而接近关闭时,产生阀芯密封面倒角端面置于阀座密封面上,造成关闭时阀芯跳动,甚至根本关不到位的情况,使阀泄漏量大大增加。
最简单、最有效的解决方法,就是增大阀芯密封面尺寸,使阀芯端面的最小直径比阀座直径小1~5mm,有足够的引导作用,以保证阀芯导进阀座,保持良好的密封面接触。
四、调节阀振动的解决方法(8种)
01
增加刚度法
对振荡和轻微振动,可增大刚度来消除或减弱,如选用大刚度的弹簧,改用活塞执行机构等办法都是可行的。
02
增加阻尼法
增加阻尼即增加对振动的摩擦,如套筒阀的阀塞可采用“O”形圈密封,采用具有较大摩擦力的石墨填料等,这对消除或减弱轻微的振动还是有一定作用的。
03
增加导向尺寸,减小配合间隙法
轴塞形阀一般导向尺寸都较小,所有阀配合间隙一般都较大,有0.4~1mm,这对产生机械振动是有帮助。因此,在发生轻微的机械振动时,可通过增大导向尺寸,减小配合间隙来削弱振动。
04
改变节流件形状,消除共振法
因调节阀的所谓振源发生在高速流动、压力急剧变化的节流口,改变节流件的形状即可改变振源频率,在共振不强烈时比较容易解决。
具体办法是将在振动开度范围内阀芯曲面车削0.5~1.0mm。如某厂家属区附近安装了一台自力式压力调节阀,因共振产生啸叫影响职工休息,将阀芯曲面车掉0.5mm后,共振啸叫声消失。
05
更换节流件消除共振法
其方法有:
更换流量特性,对数改线性,线性改对数;
更换阀芯形式。如将轴塞形改为“V”形槽阀芯,将双座阀轴塞型改成套筒型;
将开窗口的套筒改为打小孔的套筒等。
如某氮肥厂一台DN25双座阀,阀杆与阀芯连接处经常振断,我们确认为共振后,将直线特性阀芯改为对数性阀芯,问题得到解决。又如某航空学院实验室用一台DN200套筒阀,阀塞产生强烈旋转无法投用,将开窗口的套筒改为打小孔的套筒后,旋转立即消失。
06
更换调节阀类型以消除共振
不同结构形式的调节阀,其固有频率自然不同,更换调节阀类型是从根本上消除共振的最有效的方法。
一台阀在使用中共振十分厉害———强烈地振动(严重时可将阀破坏),强烈地旋转(甚至阀杆被振断、扭断),而且产生强烈的噪音(高达100多分贝)的阀,只要把它更换成一台结构差异较大的阀,立刻见效,强烈共振奇迹般地消失。
如某维尼纶厂新扩建工程选用一台DN200套筒阀,上述三种现象都存在,DN300的管道随之跳动,阀塞旋转,噪音100多分贝,共振开度20~70%,考虑共振开度大,改用一台双座阀后,共振消失,投运正常。
07
减小汽蚀振动法
对因空化汽泡破裂而产生的汽蚀振动,自然应在减小空化上想办法。
让气泡破裂产生的冲击能量不作用在固体表面上,特别是阀芯上,而是让液体吸收。套筒阀就具有这个特点,因此可以将轴塞型阀芯改成套筒型。
采取减小空化的一切办法,如增加节流阻力,增大缩流口压力,分级或串联减压等。
08
避开振源波击法
外来振源波击引起阀振动,这显然是调节阀正常工作时所应避开的,如果产生这种振动,应当采取相应的措施。
五、调节阀噪音大的解决方法
01
消除共振噪音法
只有调节阀共振时,才有能量叠加而产生100多分贝的强烈噪音。有的表现为振动强烈,噪音不大,有的振动弱,而噪音却非常大;有的振动和噪音都较大。
这种噪音产生一种单音调的声音,其频率一般为3000~7000赫兹。显然,消除共振,噪音自然随之消失。
02
消除汽蚀噪音法
汽蚀是主要的流体动力噪音源。空化时,汽泡破裂产生高速冲击,使其局部产生强烈湍流,产生汽蚀噪音。
这种噪音具有较宽的频率范围,产生格格声,与流体中含有砂石发出的声音相似。消除和减小汽蚀是消除和减小噪音的有效办法。
03
使用厚壁管线法
采用厚壁管是声路处理办法之一。使用薄壁可使噪音增加5分贝,采用厚壁管可使噪音降低0~20分贝。同一管径壁越厚,同一壁厚管径越大,降低噪音效果越好。
如DN200管道,其壁厚分别为6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm时,可降低噪音分别为-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分贝。当然,壁越厚所付出的成本就越高。
04
采用吸音材料法
这也是一种较常见、最有效的声路处理办法。可用吸音材料包住噪音源和阀后管线。
必须指出,因噪音会经由流体流动而长距离传播,故吸音材料包到哪里,采用厚壁管至哪里,消除噪音的有效性就终止到哪里。
这种办法适用于噪音不很高、管线不很长的情况,因为这是一种较费钱的办法。
05
串联消音器法
本法适用于作为空气动力噪音的消音,它能够有效地消除流体内部的噪音和抑制传送到固体边界层的噪音级。对质量流量高或阀前后压降比高的地方,本法最有效而又经济。
使用吸收型串联消音器可以大幅度降低噪音。但是,从经济上考虑,一般限于衰减到约25分贝。
06
隔音箱法
使用隔音箱、房子和建筑物,把噪音源隔离在里面,使外部环境的噪音减小到人们可以接受的范围内。
07
串联节流法
在调节阀的压力比高(△P/P1≥0.8)的场合,采用串联节流法,就是把总的压降分散在调节阀和阀后的固定节流元件上。如用扩散器、多孔限流板,这是减少噪音办法中最有效的。
为了得到最佳的扩散器效率,必须根据每件的安装情况来设计扩散器(实体的形状、尺寸),使阀门产生的噪音级和扩散器产生的噪音级相同。
08
选用低噪音阀
低噪音阀根据流体通过阀芯、阀座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步减速,以避免在流路里的任意一点产生超音速。有多种形式,多种结构的低噪音阀(有为专门系统设计的)供使用时选用。
当噪音不是很大时,选用低噪音套筒阀,可降低噪音10~20分贝,这是最经济的低噪音阀。
六、调节阀稳定性较差时的解决办法
01
改变不平衡力作用方向法
在稳定性分析中,已知不平衡力作用同与阀关方向相同时,即对阀产生关闭趋势时,阀稳定性差。
对阀工作在上述不平衡力条件下时,选用改变其作用方向的方法,通常是把流闭型改为流开型,一般来说都能方便地解决阀的稳定性问题。
02
避免阀自身不稳定区工作法
有的阀受其自身结构的限制,在某些开度上工作时稳定性较差。
双座阀,开度在10%以内,因上球处流开,下球处流闭,带来不稳定的问题;不平衡力变化斜率产生交变的附近,其稳定性较差。如蝶阀,交变点在70度左右;双座阀在80~90%开度上。遇此类阀时,在不稳定区工作必然稳定性差,避免不稳定区工作即可。
03
更换稳定性好的阀
稳定性好的阀其不平衡力变化较小,导向好。常用的球型阀中,套筒阀就有这一大特点。
当单、双座阀稳定性较差时,更换成套筒阀稳定性一定会得到提高。
04
增大弹簧刚度法
执行机构抵抗负荷变化对行程影响的能力取决于弹簧刚度,刚度越大,对行程影响越小,阀稳定性越好。
增大弹簧刚度是提高阀稳定性的常见的简单方法,如将20~100KPa弹簧范围的弹簧改成60~180KPa的大刚度弹簧,采用此法主要是带了定位器的阀,否则,使用的阀要另配上定位器。
05
降低响应速度法
当系统要求调节阀响应或调节速度不应太快时,阀的响应和调节速度却又较快,如流量需要微调,而调节阀的流量调节变化却又很大,或者系统本身已是快速响应系统而调节阀却又带定位器来加快阀的动作,这都是不利的。
这将会产生超调,产生振动等。对此,应降低响应速度。
办法有:
将直线特性改为对数特性;
带定位器的可改为转换器、继动器。
七、调节阀其它故障处理
01
改变流向,解决促关问题,消除喘振法
两位型阀为提高切断效果,通常作为流闭型使用。对液体介质,由于流闭型不平衡力的作用是将阀芯压闭的,有促关作用,又称抽吸作用,加快了阀芯动作速度,产生轻微水锤,引起系统喘振。
对上述现象的解决办法是只要把流向改为流开,喘振即可消除。类似这种因促关而影响到阀不能正常工作的问题,也可考虑采取这种办法加以解决。
02
防止塑变的方法
塑变使一种金属表面把另一种零件的金属表面擦伤,甚至粘在一起,造成阀门卡住,动作不灵、密封面拖伤、泄漏量增加、螺纹连接的两个件咬住旋不动(如高压阀的上、下阀体)等故障。
塑变与温度、配合材料、表面粗糙度、硬度和负荷有关。高温使金属退火或软化,进一步加剧塑变趋势。
解决塑变引起阀故障的方法有:
易擦伤部位采用高硬度材料,有5~10Rc硬度差;
两种零件改用不同材料;
增大间隙;
增加润滑剂;
修复破坏面,提高光洁度和硬度:
螺纹咬住旋不动时,只好一次性焊好用。
03
增加密封油脂法
因计算不准或产量增加等因素使阀的流量系数偏小,造成阀全开也保证不了流量时,不得已只好打开旁路流过部分流量。通常旁通流量<15~20%最大流量。
这里介绍一种开旁路的办法:因流闭型流阻小,比流开型流量系数大10~15%,因此,可用改变流向的办法,改通常的流开为流闭使用,即使阀多通过10-15%的流量。这样既可避免打开旁路,又因处大开度工作,稳定性问题也可不考虑。
04
克服流体破坏法
最典型的阀是双座阀,流体从中间进,阀芯垂直于进口,流体绕过阀芯分成上下两束流出。
流体冲击在阀芯上,使之靠向出口侧,引起摩擦,损伤阀芯与衬套的导向面,导致动作失常,高流量还可能使阀芯弯曲、冲蚀、严重时甚至断裂。
解决的方法:
提高导向部位材料硬度;
增大阀芯上下球中间尺寸,使之呈粗状;
选用其它阀代用。如用套筒阀,流体从套筒四周流人,对阀塞的侧向推力大大减小。
05
克服流体产生的旋转力使阀芯转动的方法
对“V”形口的阀芯,因介质流入的不对称,作用在“V”形口上的阀芯切向力不一致,产生一个使之旋转的旋转力。特别是对DN≥100的阀更强烈。
由此,可能引起阀与执行机构推杆连接的脱开,无弹簧执行机构可能引起膜片扭曲。
解决的办法有:
将阀芯反旋转方向转一个角度,以平衡作用在阀芯上的切向力;
进一步锁住阀杆与推杆的连接,必要时,增加一块防转动的夹板;
将“V”形开口的阀芯更换成柱塞形阀芯;
采用或改为套筒式结构;
如系共振引起的转动,消除共振即可解决问题。
06
调整蝶阀阀板摩擦力,克服开启跳动法
采用“O”形圈、密封环、衬里等软密封的蝶阀,阀关闭时,由于软密封件的变形,使阀板关闭到位并包住阀板,能达到十分理想的切断效果。
但阀要打开时,执行机构要打开阀板的力不断增加,当增加到软密封件对阀板的摩擦力相等时,阀板启动。一旦启动,此摩擦力就急剧减小。
为达到力的平衡,阀板猛烈打开,这个力同相应开度的介质作用的不平衡力矩与执行机构的打开力矩平衡时,阀停止在这一开度上。这个猛烈而突然起跳打开的开度可高达30~50%,这将产生一系列问题。
同时,关闭时因软密封件要产生较大的变化,易产生永久变形或被阀板挤坏、拉伤等情况,影响寿命。
解决办法是调整软密封件对阀板启动的摩擦力,这既能保证达到所需切断的要求,又能使阀较正常地启动。
具体办法有:
调整过盈量;
通过限位或调整执行机构预紧力、输出力的办法,减少阀板关闭过度给开启带来的困难。
八、气动调节阀的故障分析
01
调节阀不动作
原因1:
无气源或气源压力过小
措施:
应首先检查气源(仪表空气)是否通畅,气源压力是否达到该阀使用要求。
原因2:
有气源,无输出信号气压力
措施:
对机械控制器或定位器,应更机械压力控制器或定位器。
对机械控制器的调节阀,检查调节阀安装管路上介质的信号采集管路阀门是否全开或泄漏严重,如果有异常应及时处理。
原因3:
输出信号气压力正常,仍不动作。
措施:
检查气动隔膜执行机构的隔膜是否有严重漏气现象,如果漏气,应及时更换隔膜及相关密封件。
如果检查隔膜完好没有漏气,则应是主阀阀芯与衬套、阀座卡死,应解体检查主阀,清理杂物。
阀杆弯曲变形严重,应解体检查主阀,根据检查情况更换处理。
信号气源管路有泄漏,检查处理漏点。
信号放大器故障或调整不当,主气源未通过放大器进入隔膜腔,应及时调整或更换放大器。
02
调节阀工作时产生调节震荡、控制不稳定
原因1:
气源压力变化较大或过滤器、减压阀工作不正常。
措施:
检查压缩空气系统运行状态。
检查更换过滤器或减压阀。
原因2:
气源压力稳定,信号压力不稳。
措施:
更换智能定位器后如果还不稳定,应对PID参数整进行整定。
对机械控制器或定位器,应更换机械控制器或定位器,并对控制器进行调定。
更换机械控制器或定位器后仍不稳定,应检查更换信号气源放大器,并进行调定。
原因3:
气源、信号压力均稳定,但调节阀工作仍不稳定。
措施:
检查气动隔膜执行器的气密性。仔细检查驱动推杆密封是否有轻微漏气现象,如果存在漏气应解体更换密封;解体检查隔膜是否有划伤、刺伤而造成的轻微漏气现象,如有漏气应更换隔膜。
仔细检查定位器与主阀连接部位是否有间隙,应重新更换或紧固定位器与主阀的相关连接件。
用肥皂水仔细检查信号气管路是否有轻微漏气现象,一旦发现应及时处理。
信号气源放大器调定不合理,调整信号气源放大器平衡螺钉。
调节阀运动机构(包括主阀和气动隔膜执行器)阻力过大,应解体主阀,检查更换异常元件,包括阀芯、阀座、阀杆、阀杆密封及驱动推杆。
检查气动隔膜执行机构内压力平衡弹簧是否损坏,检测弹簧是否已疲劳变形,如果存在异常应更换压力平衡弹簧。
03
调节阀动作迟缓
原因1:
阀体内有黏物堵塞。
措施:
解体主阀体,清理阀体内黏物。
原因2:
阀杆填料变质硬化或石墨、石棉填料润滑油干燥。
措施:
解体主阀体,更换阀杆填料。
原因3:
填料加得太紧,摩擦阻力增大。
措施:
将阀杆填料压紧螺母调松后,往复动作主阀多次,在将阀杆填料压紧螺母调整至合适力矩。
如果措施1没有效果,更换阀杆填料,将阀杆填料压紧螺母调整至合适力矩。
原因4:
阀杆不直导致摩擦阻力大。
措施:
主阀解体,更换阀杆。
原因5:
气动隔膜执行器隔膜或信号气管路有轻微漏气。
措施:
更换气动隔膜执行器隔膜,处理信号气管路漏气。
04
调节阀动作正常,工艺控制参数异常
原因1:
调节阀阀芯脱落。
措施:
解体检查调节阀主阀体,根据检查情况恢复阀芯脱落。
原因2:
调节阀阀芯与阀杆连接部位发生相对移位,但未脱开。
措施:
解体检查调节阀主阀体,根据检查情况恢复阀芯位置。
原因3:
调节阀阀杆断裂。
措施:
解体检查调节阀主阀体,更换阀杆。
原因4:
调节阀阀芯内有污物堵塞。
措施:
解体检查调节阀主阀体,清理阀芯内污物。
原因5:
被控制介质系统其他控制参数不合适,如介质流量、压力不在设计要求范围内。
措施:
调整系统控制参数在设计要求范围内。
气动调节阀检修时重点检查哪些部位
1.阀体内壁
在高压差和有腐蚀性介质的场合,阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀,必须重点检查耐压耐腐情况。2.阀芯阀芯是调节阀的可动部件之一,受介质的冲蚀较为严重,检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损。特别是在高压差的情况下,阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重损坏严重的阀芯应予更换检查密封填料:检查盘根石棉绳是否干燥,如采用聚四氟乙烯填料,应注意检查是否老化和其配合面是否损坏。3.阀座因工作时介质渗入,固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛。4.膜片及O型圈易损件,检查是否老化。5.填料当调阀采用石墨或石棉为填料时,大约三个月应在填料上添加一次润滑油,以保证调阀动作灵活。如发现填料压帽压得很低,则应补充填料;如发现聚四氟乙燥填料硬化,则应及时更换。6.气源对配有定位器的调阀要经常检查气源,保证气源品质,不含水及其它杂物。
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气动阀门定位器
(一)工作原理
气动阀门定位器是气动调节阀的重要附件和配件之一,起阀门定位作用。
气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的,当通入波纹管2的信号压力P1增加时,使主杠杆3绕支点转动,使喷嘴挡板9靠近喷嘴,喷嘴背压经单向放大器8放大后,通入到执行机构薄膜室的压力增加,使阀杆向下移动。并带动反馈杆绕支点转动,反馈凸轮也随之作逆时针方向转动,通过滚轮使副杠杆4绕支点转动,并将反馈弹簧拉伸,弹簧对主杠杆3的拉力与信号压力用在波纹管上的力达到力矩平衡时,仪表达到平衡状态。执行机构的阀位维持在一定的开度上,一定的信号压力就对应于一定的阀位开度。以上作用方式为正作用,若要改变作用方式,只要将凸轮翻转,A向变成B向等,即可。所谓正作用定位器,就是信号压力增加,输出压力亦增加;所谓反作用定位器,就是信号压力增加,输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现反作用执行机构的动作;相反,一台反作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现正作用执行机构的动作。
(二)结构原理
气动阀门定位器接收来自控制器或控制系统中4~20mA等弱电信号,并向气动执行机构输送空气信号来控制阀门位置的装置。
其与气动调节阀配套使用,构成闭环控制回路。把控制系统给出的直流电流信号转换成驱动调节阀的气信号,控制调节阀的动作。同时根据调节阀的开度进行反馈,使阀门位置能够按系统输出的控制信号进行正确定位。
(三)主要功能
气动阀门定位器与气动执行机构共同构成自控单元和各种调节阀连接经过调试安装后,组合成气动调节阀。用于各种工业自动化过程控制领域当中。
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电气阀门定位器
由于现在DCS在现场使用越来越多,很多控制器都是使用了中控系统的控制器,所以中控到现场的都是4-20mA的电信号,到现场又需要阀动作的比较快。
虽然阀门定位器由最初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位器、区域总线阀门定位器,但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。
(一)定位器中基本自控元件介绍
电/气转换器原理 随着仪表技术的发展,气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领,现在只有在一些特殊的场合还在使用气动仪表,作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门(P/P)定位器逐步由电/气(E/P)阀门定位器所代替。 那么在电/气阀门定位器中输入的电信号是如何转换成气信号的呢?我们以SAMSON 6111 型电/气转换器为例介绍一下它的工作原理(见图1):
气动功率放大器(8)在设计时;选用合适的弹簧力(8.2),使当输入信号为0 mA 时保持输出PA 在100mbar ,这样输出的压力通过恒节流孔(8.4)使喷嘴(7)内有一定的背压。
当输入的信号增加时;通电的线圈(2)切割永久磁铁(3)的磁力线,产生向上的力→挡板(6)靠近喷嘴(7)使背压(PK)增加→膜片(8.3)↓→打开阀芯(8.5)→输出PA↑。 当输入信号减少时;挡板(6)离开喷嘴(7)→背压(PK)减少→输出压力(PA)作用下膜片(8.3)↑→阀芯(8.5)关死→输出压力通过阀芯(8.5)释放。 当PA 同PK 平衡时输出压力保持不变;这时电信号在线圈(2)中产生的力也同背压(PK)取得平衡。 这样输入的电信号就转换成气信号了。
(二)定位器的组成
以SAMSON 的4763 电/气阀门定位器(图1A)为例,定位器主要组成部分见图2。
1.反馈杆(1) 2.反馈弹簧(6) 3.反馈风箱(7) 4. 气动功率放大器(7下部) 5. 电/气转换器(21)
(三)定位器工作原理
1. 模拟定位器 我们还是以SAMSON的4763定位器为例(参考图3)。我们设:调节阀为FC(气开);定位器为正作用
A) 阀位根据输入信号成比例动作
输入信号↑→Pe 点气压↑→反馈风箱中连杆(9)向左动作→压紧弹簧(6),挡板(10.2)靠近喷嘴(10.1)→输出风压↑→阀杆(对于气开阀)↑→压紧弹簧(6)→反馈风箱中连杆(9)向右动作→挡板(10.2)离开喷嘴(10.1)→输出气压(Pst)↓。当反馈弹簧的力与反馈风箱的力平衡时,阀位保持与输入信号对应的位置。
B) 定位
当输入信号不变时:
由于工艺条件变化导致阀杆↑→压紧执行器弹簧→压紧弹簧(6)→反馈风箱中连杆(9)向右动作→挡板(10.2)离开喷嘴(10.1)→输出气压↓→由执行器向下的弹簧力使阀位回到原来的地方。
由于工艺条件变化导致阀杆↓→放松执行器弹簧→放松弹簧(6)→反馈风箱中连杆(9)向左动作→挡板(10.2)靠近喷嘴(10.1)→输出气压↑→使执行器向上运动使阀位回到原来的地方。
(四)调试
调至零点时给调节阀输入电流信号(一般为4mA),如若阀位指针指示不在零位上,打开阀门定位器,缓慢调节调零旋钮,使阀位指针指示零位。调节量程时,调节定值器使其输出值达到阀门所需的气源压力值。零位调准以后,分别给调节阀输入8mA、12mA、16mA和20mA信号,阀位指针应分别指向25%、50%、75%和100%。如果指示不准确,可微调节调零旋钮,便能指示准确。如果效果仍不太好,那就是行程量不足,松动量程调节锁紧螺钉,并转动量程调节螺钉,调节结束后拧紧锁紧螺钉。通过反复调整零点和量程,使执行机构的行程在公差范围内。
(五)故障总结
1. 阀门定位器有输入信号但是没有输出信号。
(1)电磁铁组件发生故障,建议换电磁铁组件。
(2)供气压力不对,建议检查气源压力。
(3)气动放大器挡板零点调节过高,挡板远离喷嘴。
(4)气路堵塞。
(5)气路连接有误(包括放大器)。
(6)电/气定位器输入信号线正负极接反。
2.阀门定位器没有输入信号但是输出信号一直最大。
(1)气动放大器挡板零点调节过低,挡板过于压紧喷嘴。
(2)喷嘴堵塞。
(3)输出压力缓慢或不正常。
会导致调节阀的膜头受损、漏气,造成有输入信号但调节阀动作缓慢的故障,使调节阀达不到及时调节的效果,处理办法检查膜室,更换膜片。
3.定位器线性不好
(1)反馈凸轮或弹簧选择不当或者方向不对。 (2)反馈连杆机构安装不好或者在某些位置有卡住的现象。 (3)喷嘴或挡板有异物。 (4)背压有轻微泄漏现象。
(六)结语
为阀门定位器提供的压缩空气必须是经过过滤器清洁的空气。工作中拆卸的部件,在调节结束后一定要正确的固定。注意不要使磁性装置受到震动或对其施加过大的力,这样会使零件受损,工作性能降低。应尽量减少拆卸喷嘴挡板装置的次数。