控制閥在煉油及化工行業(yè)應用廣泛,是生產過程中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調節(jié)設備。在控 制閥的應用中,計算和選型是前提,安裝和調試是關鍵,使用和維護是目的?刂崎y如果選型不當,安裝不當或者調 試不好,就起不到調節(jié)作用。因此熟悉掌握控制閥工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為動力源,通過氣缸、薄膜為執(zhí)行機構,并借助電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥,保位 閥等附件,實現(xiàn)開關量或者連續(xù)調節(jié),接收DCS的控制信號來調節(jié)介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動閥 主要分為氣開型和氣關型兩種,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為:內漏閥門不動作、開度波動較大、出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象、動作正常但流量未變化。原因主 要有:閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養(yǎng)不到位、閥門品質問題、選型或者設 計原因、氣動元件故障。
01、閥體故障及對策
常見故障
1)蝶閥金屬閥座損壞導致閥體被卡住;蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓 滑絲,主要表現(xiàn)為閥軸看起來已經動作但實際閥芯并未動作
2)球閥閥體內部磨損導致閥門容易被卡或者閥門動作遲緩;球閥軟密封墊圈損壞導致閥門 內漏或者被卡。
3)半球閥閥軸軸套損壞導致閥門動作困難。
4)蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導致蒸汽泄漏;蒸汽閥消音板脫落,導致閥門經常被卡住而 且管道噪音異常大。
5)閥桿內部磨損或者腐蝕導致閥門內漏;閥桿填料處密封件損壞而泄漏。
原因對策
1)閥芯閥座泄漏的產生原因為閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕,執(zhí)行機構作用力太小,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(zhí)行機構和閥桿的連接,擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。
2)閥座環(huán)與閥體之間泄漏的產生原因為擰緊力矩太小,閥體表面光潔度差,墊片不合適, 閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式:加大擰力,重新清洗和處理閥體,更換合適的墊片,重新將閥體焊接處理。
3)填料泄漏的產生原因為閥桿光潔度不好或者產生彎曲,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(xiàn)腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式:磨光閥桿并壓直,重新擰緊或更換填料;安裝間隔環(huán),減少高 度,改為性能好的填料,修理更換壓蓋及相關的法蘭螺栓等。
4)閥桿及閥振動而導致閥桿連接處脫開或者折斷,產生原因為力矩太大,銷子連接不合適。故障處理方式:改用閥 芯閥桿整體件或者焊接閥芯,將連接件連接牢固,消除振動因數(shù)。閥振動的產生原因為密封填料泄漏,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,將閥 固定牢固避開振動源。
02、氣缸故障原因及對策
常見故障
1)執(zhí)行機構限位螺栓脫落導致氣缸漏氣,引起閥門不能動作或者動作遲緩,達不到預定開 度。
2)氣缸O形密封環(huán)損壞導致漏氣,引起閥門動作困難或者不能動作。
3)氣缸活塞變形導致摩擦力增大,氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣,從而引起閥門動作困難。
4)氣缸帶動閥體動作的聯(lián)動機構松脫或者生銹導致閥門動作困難。
5)氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導致閥門動作困難。
原因對策
1)活塞密封處泄漏的產生原因為氣缸光潔度太差;活塞環(huán)裝配密封性不夠,密封環(huán)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(jù)使用溫度重新選擇密封 環(huán),更換時應正確安裝。
2)氣缸限位螺栓松動的處理方式:重新將螺栓擰緊。
3)活塞摩擦力大的處理方式:重新涂潤滑油,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(zhí)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)定位器電路板故障引起閥門動作不正常。
2)小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常,原因為儀表空氣潔凈度不高,或者有臟物進 入定位器內部導致小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)滑動變阻器損壞導致閥門定位不準,引起閥門動作出現(xiàn)異常,主要原因為環(huán)境溫度過高 且有水等其他液體進入導致變阻器損壞。
5)定位器氣源接口的O形密封環(huán)斷裂,導致斷裂的O形密封環(huán)卡住小滑閥閥桿,使之不能動 作。
6)定位器葛蘭頭處密封性不好,導致定位器電路板進水損壞。
7)因管道振動過大,周圍環(huán)境溫度過高,濕度過大,引起電路板出現(xiàn)故障。
原因對策
1)葛蘭頭處密封問題導致定位器進水引起電路板損壞。故障處理方式:提高葛蘭頭密封性 ,從而避免定位器內部進水導致電路板損壞。
2)因儀表空氣濕度大且灰塵較多,導致小滑閥進入臟物而引起小滑閥磨損,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、振動過大導致滑動變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方 式:將電路板和小滑閥及滑動變阻器分離,做成分離式閥門定位器。
4)因定位器O形密封環(huán)經常斷裂,導致小滑閥閥桿被卡住,主要原因為氣源壓力過大,正 常情況應為0.5MPa左右,高于0.5MPa時會導致密封圈老化加快,容易損壞。故障處理方式:使氣源壓力保持在0.4MPa 左右,另外需提供質量更好的密封圈。
04、工藝及設計引起的故障及對策
常見故障
1)工藝參數(shù)改變導致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。
2)因介質原因導致閥體結垢,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(zhí)行機構偏小,力矩不夠,閥門不能正常動作,閥體材質不合適,導 致閥體損壞。
原因對策
1)壓差過大導致控制閥不能正常開啟。處理方式:在控制閥前后加裝1臺旁通閥。
2)因工藝原因閥體結垢而導致控制閥不能正常開啟。處理方式:增加沖洗水管,另外定期 拆開閥門清洗閥體,必要時打磨閥芯。
3)管道堵塞導致控制閥不能動作。處理方式:優(yōu)化操作方式,盡量不使管道堵塞,另外拆 開管道沖洗閥門。
4)關于設計選型問題。處理方式:在設計階段盡量優(yōu)化各種工藝參數(shù),保證選型時不會因 為工藝參數(shù)不準導致選型出現(xiàn)問題。
05、DCS原因引起的故障及對策
常見故障
1)I/O卡件損壞沒有信號輸出導致控制閥不能動作。
2)DCS輸出信號不穩(wěn)定,導致控制閥開度波動,使控制閥動作不正常。
3)控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動導致信號不正常從而引起控制閥動作不正常。
4)由于保養(yǎng)不到位導致定位器進水,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)由于巡查不細致,隱患未及時發(fā)現(xiàn)導致進一步擴大,最終引起控制閥動作異常。
原因對策
日常應做好維修保養(yǎng)和巡檢工作,發(fā)現(xiàn)隱患及時處理;當控制閥開度出現(xiàn)波動時及時檢查 PID參數(shù)設置是否正確并及時調整參數(shù)。
06、氣動元件損壞導致的故障及對策
常見故障
1)氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣導致氣源壓力偏低,使控制閥動作出現(xiàn)異常。
2)空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟導致控制閥動作出現(xiàn)異常。
3)氣源壓力偏低或者氣源未開導致控制閥動作出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)氣源軟管或者空氣過濾器有 破損漏氣跡象時,或者濾芯過臟需找機會盡快更換。
2)調整氣源壓力滿足氣動閥門最小氣源壓力要求。