气动薄膜调节阀常见故障及处理方法

气动薄膜调节阀常见故障及处理方法

张瑞玺（山东阳煤恒通化工股份公司山东郯城276100）

【摘要】本文在实践的基础上，讨论了调节阀在自动控制系统中常见的故障原因和排除方法，通过对各种具体故障的原因进行分析、判断，给出相应的处理方法、改进措施。

【关键词】自动控制系统；调节阀；故障处理

科气动薄膜调节阀作为自动控制系统中的终端执行元件，与其他仪表配套使用，可实现生产过程中液位、压力、温度、流量等工艺参数与其他介质如液体、气体、蒸汽等的自动调节和远程控制。作为最终控制过程介质各项质量及安全生产指标的调节阀，它在稳定生产、优化工况、产品质量控制等方面都起到非常重要的作用，特别在化工流程装置性生产中，随着装置高负荷运行，调节阀的腐蚀、冲刷、磨损、内漏等问题不断发生，从而导致调节阀的使用寿命缩短、工作性能下降，进而引起工况不稳，装置的生产效率大幅下降，严重时可导致系统瘫痪。从现实的维护维修数据来看，调节系统的故障大部分出自调节阀。本文针对几种常见的故障现象进行分析总结，并提出相应的解决办法。

1外漏与内漏

对调节阀出现外漏情形，如果调节阀经常在低温环境中工作且其填料未使用密封油脂的，可以考虑增加密封油脂，如果条件许可时，可将其密封填料取出换成新的油脂填料，提高阀杆密封性能。在装备或装置的大修时，及时的增加填料盒中的填料，以延长调节阀的有效工作时间。对于调节阀工作温度波动大、工作环境变化幅度大情形，使用四氟填料进行填充的，如果密封性能下降快。还可以考虑更换为石墨填料，由于石墨填料柔软，使用寿命长。如果调节阀的密封垫片是石棉板材料的，在高温高压下，其密封性能较差，寿命也较短，特别在装备停车后，温度、压力降低，如果再运行容易引起介质外泄。现在改用金属缠绕垫片等其他耐用垫片，也可以减少外泄。在实际工作中，改变调节阀的介质流向，置P2在阀杆端，也能很有效地防止外漏事故。对调节阀的内漏情形，由于调节阀经常作为减压阀使用，长时间的控制高压减低压，调节阀的阀头经常长时间的受到冲刷，阀头磨损严重、变细，从而导致冲刷变形，针对这种情况，可以考虑使用耐磨材质的阀头或用研磨法减小或消除密封间隙，提高密封面的光洁度，提高密封性能。如果是单座阀的调节阀前后压差过大引起的内漏，可已考虑改用双座阀或角阀，其双座阀尽量采用软密封，以保证工作中的稳定性。在维护维修中，提高执行机构密封力，也是保证阀关闭，防止内漏的常用方法，具体的包括增加气源压力、改用大推力的执行机构、改小零点弹簧的予紧力、使用定位器或转换器等。

2动作迟钝

在系统的运行过程中，阀杆的正常工作是关键关节，但是由于长时间没有合理维护或者清洗等原因，阀杆容易发生动作迟钝现象。常见的有阀杆往复行程迟钝与单方向行程迟钝两种故障现象。当阀体内有泥浆或颗粒性大的物质，容易产生堵塞或结焦现象，会影响往复行程的流利性，针对这种，故障可在阀前安装管道过滤器，并定期冲刷清洗或增大节流间隙，也可将直通阀门改为角形阀门，从而使阀杆运行更加顺畅。如果阀门中的四氟填料由于长时间的使用而硬化变质，需要更换填料。如果阀门中的阀杆只在某单方向行程中动作迟钝，则考虑阀门气室中薄膜破损漏气，从而导致输出力达不到要求，而引起阀杆动作迟钝，这时应及时更换薄膜。导致动作迟钝的原因还有阀杆单程定位器与气室连接管线漏气或气源压力不足等，如果定位器的输出压力不足，则应增加气源压力，然后连接好气源管线，并进一步地检查定位器。

3阀门定位器无输出故障

在仪表的工作过程中，由于一些原因导致放大器不能正常工作或仪表不能正常显示工作状态，会导致阀门定位器无输出现象。这种故障的原因很多，应根据具体故障根源进行维

修和处理。如果恒节流孔堵塞或恒节流中的“O”型圈损坏，则会引起气动放大器背压室没有压力或者压力很小，从而导致放大器不工作，气源无法输出，这时可疏通节流孔，更换“O”型圈。如果喷嘴挡板长时间没有清洗，喷嘴挡板表面不清洁，或者喷嘴安装不规范，导致喷嘴、挡板不能正常使用，从而使得节流孔及背压室中气压达不到要求，气动放大器也就不能正常工作，针对这种故障，可以清洗挡板，正确安装喷嘴。

4调节阀在工作中不稳定、震荡

调节阀在工作中如果由于自身结构的限制或者操作设置不当等原因，会出现震荡现象，其工作状态不稳定。这种现象原因比较复杂，具体可分为硬件环境不稳定、参数设置不当与附件工作不稳定三种情形。由于阀门受其自身结构的限制，在某些开度上工作时稳定性差，如双座阀在10%以内、80%-90%开度上是其工作的不稳定区。这种故障属于调节阀自身的原因造成的，当遇到这种情况时，应熟悉调节阀的工作状态，应避免调节阀在不稳定区内工作。另一方面，调节阀在振动工作环境下工作时，如调节阀安装在大功率风机或泵出口或者附近有大功率设备时，容易引起管道大幅振动，应加固工艺管道或更换位置安装。如果调节阀的流通能力C值选得太大，容易使调节阀工作不稳定，这可更换C值适合的调节阀或适当关闭调节阀的前切截止阀，以使调节阀的开度加大。如果调节回路参数设置不合理，阀门定位器灵敏度过高，修改调节回路的参数，以降低定位器的灵敏度，降低阀门的响应速度。解决调节阀的震动的方法，首先要根据故障的现象找出震动原因，然后根据具体故障进行调整。常见的有下列七个方面可以考虑。

（1）增加执行机构的刚度:可以消除或减弱调节阀的振荡和振动。

（2）增加阻尼法：即增加振动的摩擦，也能消除或减弱调节阀的振荡和振动。

（3）增大导向尺寸，减少配合间隙；由于阀门的导向尺寸都比较小，阀门的配合间隙一般都很大，这对产生机械振动是有帮助的，因此，在发生机械振动时，通过增大导向尺寸，减少配合间隙能消弱振动。

（4）改变节流元件形状，消除共振：改变节流件的形状，可以改变振源的频率，消弱共振的发生。

（5）更换调节阀的结构类型，消除共振。

（6）减小气蚀振动：气蚀主要是流体的动力噪音，其具有较宽的频率范围，当于工艺管线频率相近时引起共振，引起调节阀的振动，加固管道，消除共振的产生。

（7）避开振源波：减少振动。

5噪音

调节阀工作中的噪音难以避免，但是如果噪音超出一定范围，应该考虑进行整修，常见的噪音原因及解决方法有下列4种情形：（1）消除共振噪音法：当调节阀共振时，由于能量的加，产生强烈的噪音，设法消除共振，噪音随之消除。（2）消除气蚀噪音法：气蚀是主要的流体动力噪音源，它具有较宽的频率范围，产生“咯咯”声。消除和减小气蚀是消除和减小噪音的有效方法。（3）使用厚壁管线法：采用厚壁管道是消除噪音源的处理方法之一，同等管径的壁越厚，降低噪音的效果越好，同等壁厚的管道，其直径越大，降低的噪音也越大。（4）串联消音器法：这种方法一般适用于空气动力噪音源上，它能够有效地消除流体内部的噪音和抑制传送过程中的噪音。以上是根据我们在实际工作中的经验所总结的调节阀在自动控制系统中常见的故障现象和排除方法，通过对调节阀故障原因进行分析、判断，采用相应的处理方法、改进措施，一方面排除调节阀工作故障，另一方面也能提高调节阀的利用率，降低仪表故障发生频次，对流程工艺的生产效率和经济效益的提高及节能减排都有着重要的作用，可有效提高控制系统的稳定性和可靠性，保证生产装置的长周期运行。

作者简介：张瑞玺（1970—），男，山东郯城人，从事仪器仪表应用研究。［责任编辑：曹明明］