气动调节阀的故障分析与解决方案

气动调节阀的故障分析与解决方案
随着自动化技术地飞速发展，调节阀用于控制各种介质流量和压力，在稳定生产、优化控制等方面起着举足轻重的作用。

从调节阀的结构、执行器的形式、流量特性、维护等多方面进行综合比较，针对不同工况对调节阀进行相应分析和应用，真正发挥调节阀在自动化控制中“执行单元”的作用，为管道输送介质、达到控制指标和科学管理提供有力保障。

本文重点对气动调节阀的使用、故障现象和原因分析加以介绍。

调节阀是石油化工行业用来调节各种介质流量和压力的装置，它的工作正常与否直接关系整个装置的生产能否正常。

生产现场的工作环境常处于高温高压、潮湿、粉尘、振动、易燃易爆等恶劣条件，故障率较高，气动调节阀在惠州炼化运行一部使用最为广泛，所以保证其使用正常是十分重要的。

1调节阀简介
根据国际电工委员会IEC对调节阀(国外称CONTROLVALVE控制阀)的定义:调节阀是由执行机构和阀体部件两部分组成，即调节阀=执行机构+阀体部件执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作;阀体部件是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，通过执行机构推杆的位移，改变调节阀的节流面积，达到调节的目的。

2调节阀常见故障现象及原因分析
2.1 气源故障
1)现场气源未开。

2)气源含水，天气寒冷结冰。

3)净化风停止供应。

4)气源总管泄露或风线堵塞导致风压过低，调节阀不能全开或全关，甚至不动作。

5)空气过滤减压器长时间使用，脏物太多，减压阀下黑色旋钮打开漏风，使输出风压小于规定的压力，导致调节阀不能全开全关，甚至不动作。

6)现场风线漏风，接头松动，导致风压不足，调节阀不能全开全关，甚至不动作。

7)过滤减压阀故障，导致风压不稳，造成调节阀振荡。

2.2 线路故障
1)电源线接线端松动、脱落、短路、断路，电路板灰尘积得太多导致接触不良，信号波动，调节阀产生振动。

2)大雨或台风过后，设备进水受潮使接线短路，造成调节阀不能全开或全关。

3)极性接反会导致调节阀不动作。

4)电源线中间段故障，由于绝缘胶带的失效，电线绝缘皮脱落造成线与线之间的短路，由于现场振动导致电线断裂，导致调节阀动作不连续振荡，不能全开或全关甚至是不动作。

5)由于调节阀维修过后接线失误，导致调节阀故障。

6)调节阀输出信号不稳定，导致调节阀操作波动。

2.3 定位器故障
1)反馈杆固定螺母松动脱落，反馈杆上的弹簧脱落，造成反馈杆的松动、脱落、卡涩，使调节阀振荡。

2)定位器中的位置传感器故障，当振动到坏点会导致中控室显示超程，过一阵又恢复正常，通过更换可以解决。

3)定位器PID参数整定不合适。

2.4 调节阀阀体故障
1)调节阀阀芯或阀座磨损(介质的冲刷、铁锈、焊渣等脏物的划伤磨损)，卡涩(介质中的各种杂质堵塞)，密封不严(密封环磨损)，导致阀全关时介质依然过量，无法控制。

2)调节阀盘根压得过紧或过松，过紧使调节阀阀杆动作迟缓或跳跃，过松会使介质泄露，若是重油很有可能燃烧，造成很大的事故。

3)调节阀安装时管道与阀体不同心，使调节阀受附加应力过大，造成振荡，不能全开或全关等。

4)调节阀阀杆与连接件固定螺母松动，阀杆与阀芯不同心，导致阀关不死，所受应力增大，导致阀杆高频振荡，甚至断裂。

5)调节阀膜头故障，由于膜片长时间使用，老化变质，弹性变小，密封性变差，膜片漏气，压缩弹簧老化，弹性变小，断裂，导致调节阀不能全开全关甚至失去控制。

6)调节阀阀芯脱落、阀芯与阀座卡死、阀杆弯曲或折断会导致调节阀动作正常，但是起不到调节作用。

2.5 调节阀应用工况与原设计工况不符导致的故障
1)由于设计院给的设计参数(阀体的材质、填料的形式、调节阀的流开与流闭、流量特性的选择及使用时的开度等)与现场实际不符出现故障。

2)由于工艺介质的变化，导致调节阀的工况满足不了实际工况而造成故障。

3)流体流经调节阀时产生严重的闪蒸(液体流过调节阀的节流口时，速度上升，压力下降，降到液体在该工况下的饱和蒸汽压Pv时，便会汽化，分解出气体形成两相流动)、空化(节流后，速度下降，压力回升，当压力的恢复超过Pv时，不再继续汽化，同时液体中的气泡将还原为液体，这时气泡破裂，产生较强的压力冲击波)、气蚀(由于气泡破裂产生的冲击力极大，会严
重地冲击损伤阀芯、阀座表面，特别是密封面处，会产生蜂窝状的损坏)，造成调节阀的振荡，材质的损坏及较大的噪声。

4)现场有振动源(管道或基座)，会导致调节阀接线松动，固定螺母松动甚至导致调节阀振荡。

5)调节阀流通能力Cv值选得过大，经常在小开度下工作，介质对阀芯阀座的冲刷及流量特性均受很大影响，使调节阀振荡。

6)调节阀流向装反，导致流开与流闭的形式反向，不仅会影响调节阀的流量特性，还有可能使阀前后压差过大，使阀开关所需的力增大，甚至导致阀杆断裂。

7)调节阀在使用过程中，由于介质的压力波动，阀芯相对于导向面作横向运动(若阀芯与阀座间间隙较大，振动更加强烈)，一般会产生频率小于1500Hz 的振动，当其频率与调节阀的固有频率相接近甚至相同时会产生共振，这种工况下的调节阀会产生啸叫现象，以及极大的破坏力。

8)调节阀压缩弹簧刚度不足，预紧力不够也会导致调节阀振荡。

9)当介质内含有杂质、异物卡在阀芯阀座处，会导致调节阀关不死，泄漏量增大。

10)由于介质高温高压(一般高于200℃)，盘根会出现泄漏，而且填料压盖又不能压得太紧，如果紧固解决不了，就必须更换，例如常减压装置的重油一旦泄漏，很容易发生事故。

11)调节阀阀盖法兰泄漏和阀体出现砂眼也会造成调节阀的外漏，外漏所造成的影响要比内漏更加严重。

3调节阀的日常维护
调节阀日常维护工作内容分为巡回检查和定期维护两部分，巡回检查工作内容如下。

1)向当班工艺操作人员了解调节阀的运行情况。

2)查看调节阀和有关附件的供给能源(气源、液压油或电源)
3)检查液压油系统运行情况。

4)检查调节阀的各静、动密封点有无泄漏。

5)检查调节阀连接管线和接头有无松动或腐蚀。

6)检查调节阀有无异常声音和较大振动，检查供给情况。

7)检查调节阀的动作是否灵活，在控制信号变化时是否及时变化
8)侦听阀芯、阀座有无异常振动或杂音。

9)发现问题及时联系处理。

10)做好巡回检查的记录，并归档。

定期维护工作内容如下：
1)定期对调节阀外部进行清洁工作。

2)定期对调节阀填料函和其他密封部件进行调整，必要时应更换密封部件，保持静、动密封点的密封性。

3)定期对需润滑的部件添加润滑油。

4)定期对气源或液压过滤系统进行排污和清洁工作。

5)定期检查各连接点的连接情况，腐蚀情况，必要时应更换连接件。

4结论
调节阀是自动控制系统中一个重要环节，其运行情况的准确、稳定直接影响控制系统的控制质量。

因此，做好调节阀日常巡检和维护保养工作，可大幅度提高调节阀使用的平稳率，当出现故障时，能做好原因分析、制定解决方案、事后总结等一系列工作，对自己的仪表水平是一种提升，更是为生产的平稳操作保驾护航。