调节阀常见故障分析及解决办法

炼厂调节阀常见故障分析及解决办法
摘要：调节阀在控制系统中扮演着重要的角色，由于其被不断地调节、控制流量，周而复始，如何减少、避免调节阀故障情况的发生，而并不一味单纯地追求多买备件、多次进行阀门检修、维护。

本文总结了炼厂调节阀常见故障及处理方法，希望能起到一定的借鉴作用。

关键词：调节阀故障解决办法
气动薄膜调节阀在石化行业中应用极其普遍，与其它仪表配套使用，可实现生产过程中流量、液位、压力、温度等工艺参数与其它介质如液体、气体、蒸汽等的自动调节和远程控制。

随着企业自动化程度的逐步提高，集散控制系统（DCS）以及其它智能型仪表在自动化领域中的应用已越来越普遍，通过计算机的优化控制，将使生产取得最大效益。

而在优化的同时也使控制系统的主要故障集中于调节系统的终端执行装置即调节阀上，调节阀在控制流体流量的工作过程中，接受控制操作信号，按控制规律实现对流量的调节。

它的动作灵敏与否，直接关系着整个控制系统的质量。

而调节系统中大部分故障出自调节阀。

因此，如何保证气动薄膜调节阀在生产中的可靠、准确运行，便显得尤为重要。

根据国际电工委员会（IEC）对调节阀（国外叫做控制阀Control Value）的定义，调节阀由执行机构和阀体部件两部分，即
调节阀=执行机构+阀体部件
其中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，由阀芯的动作，改变调节阀的截留面积，达到调节的目的。

常见的故障现象有下列几种：
1、调节阀外漏；
2、调节阀内漏；
3、调节阀振动有噪声；
4、调节阀不动作；
5、调节阀输出不稳定，产生振荡；
6、阀门定位器故障；
故障原因分析及解决办法：
1.1调节阀外漏主要原因有：
1.1.1填料压盖没有压紧；
1.1.2四氟填料老化变质；
1.1.3密封垫损坏或阀体与上下阀盖间紧固六角螺母松弛。

1.2解决办法如下：
1.2.1增加填料为提高填料对阀杆的密封性能，可采用增加填料的方法，如采用双层、多层混合填料形式。

单纯增加数量，如将3片增加到5片，效果通常并不明显。

1.2.2更换石墨填料大量使用的四氟填料因其工作温度在
-40~250℃范围内，当温度上下限变化较大时，其密封性能明显下降，老化快，寿命短。

柔性石墨填料可克服这些缺点，使用寿命长。

但柔性石墨的回差大，初用时会产生爬行现象，对此必须有所考虑。

对于未使用密封油脂的调节阀，可考虑增加密封油脂来提高阀杆密封性能。

1.2.3改变流向，将P2置于阀杆一端当ΔP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、压差大的阀是有效的。

1.2.4更换密封垫片目前，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，引起泄露。

这种情况可以考虑改用缠绕垫片、O型环等。

2.1调节阀内漏原因：
2.1.1阀芯或阀座腐蚀、磨损；
2.1.2阀座外圈的螺纹被腐蚀；
2.1.3介质压差大，执行机构输出力不够；
2.1.4阀体内有异物；
2.2解决办法如下：
2.2.1选择合适的阀内件（阀芯、阀座、阀杆），要求较高时可选择1Cr18Ni9Ti或其他不锈钢。

在闪蒸、气蚀严重的场合，应选1Cr18Ni9Ti并进行表面硬化处理，喷镀或堆焊一层钴铬钨硬质合金，也可选整体硬质合金阀芯。

在强腐蚀性介质中，可选用镍合金、钛及非金属材料，常用的镍合金材料如蒙乃尔合金（镍铜合金，耐碱适用于氢氟酸）、哈氏合金B（镍钼合金，耐碱，适用于盐酸、硫酸、硝酸）、哈氏合金C（镍钼铬合金，适用于低浓度和常温下的盐酸、硝酸水溶液）、因可耐尔（高温合金）。

降低阀内件的气蚀磨损，主要如下的方法：
a)维持足够的下游侧压力，使之超过液体的蒸气压，因而防止了在高流速的低压区形成气泡。

通常的做法是在阀门出口端加装抗气蚀节流孔板(多孔筛子板结构，孔的大小、数量视孔板上的差压而定)。

b)选用流关型阀门，在流体自上而下流动的高压角形阀中，采用锐边的阀座孔，使排出物远离阀体的内壁。

在流体的流速中压碎气泡，比在很快地扩大的阀座孔和阀体内壁压碎危害性要小些。

如果不能做到这一点，可以采用逐渐扩大的阀座孔。

c)使用2台阀门串联并分配压降的办法来限定阀门的压力降，在上游侧阀门中的压力降可以大一些。

2.2.2研磨密封面提高光洁度，减小或消除密封间隙。

2.2.3将流开型改为流关型流关型的阀，不平衡力对阀芯
产生压闭趋势，密封效果好。

2.2.4增大执行机构的输出力这是提高密封性能的常见方法。

常用措施有移动弹簧工作范围、改用小刚度的弹簧、增设定位器、提高气源压力及改用更大推力的执行机构。

2.2.5拆卸阀门清洗除掉渣物对于小口径的调节阀尤其是微小流量调节阀由于节流间隙较小，可考虑在调节阀前安装管道过滤器。

2.2.6改用其他形式的调节阀由于直通阀倒S形流路容腔死区多可将直通单、双座阀改成节流面积为窗口型的套筒阀及倒L 流路具有良好自洁性能的角形阀等。

3.1调节阀振动并伴有噪声原因
3.1.1调节阀周围有振源且振源频率与调节阀的固有频率相同或接近。

3.1.2流体空化气泡破裂产生的空化噪声。

3.1.3压缩流体通过调节阀的速度大于或等于音速产生的噪声。

3.2解决办法如下：
3.2.1清除调节阀附近振源，如振源不能清除时可采取如下办法：轻微共振时可增加阀的刚度（如选用大刚度弹簧或改用活塞式执行机构）、增加阻尼；中等程度的共振时可改变节流件形状或更换节流件；共振厉害时可选择更换调节阀的节流形式如将双座阀改为套筒阀或将套筒阀改为双座阀（不同结构形式的阀其固有频率不同，更
换阀的类型是从根本上消除共振的最有效的方法）；如果管道、基座剧烈振动可通过增加支撑消除振动干扰。

3.2.2由于空化噪声是伴随流体闪蒸、空化时产生的，所以空化噪声采取的处理办法同减小闪蒸、空化的处理办法，处理办法如下：
a)采用分级降压、多级减压的特殊阀内件，合理设计阀体的流体通道，尽量避免流体垂直冲击阀体内件及内腔；
b)控制介质流速，降低工作差压，使流速减慢，但若控制阀前后压差太大，控制阀开度太小，将致使在节流口处流速增大，压力迅速减小，所以说这种方法具有相对性；效果不太理想。

c)采用扩大阀门出口的方法，但从其经济性及实用性不太可取。

d)采用经硬化处理的阀内件，以提高阀内组件的表面硬度。

3.2.3选用低噪声调节阀使流体节流时通过曲折流路逐步减速，避免流速超过音速。

3.2.4 采用多孔限流板或扩散器吸收阀后部分压降，以提高阀后压力，从而降低节流速度以降低噪音。

3.2.5 将调节阀后管道换为厚壁管或采用隔音材料隔绝噪音此方法只适用于噪声不很高管线不很长的情况。

3.2.6 采用消音器吸收噪声，减小传播。

4.1调节阀不动作原因：
4.1.1调节器故障，使调节阀无电信号。

4.1.2气源总管泄漏，使阀门定位器无气源或气源压力不足。

4.1.3定位器波纹管漏气，使定位器无气源输出。

4.1.4调节阀膜片损坏。

4.1.5定位器中放大器的恒节流孔堵塞、压缩空气含水并于放大器球阀处集积导致定位器有气源但无输出。

4.2处理办法如下：
4.2.1更换故障调节器；
4.2.2查找泄露部位，更换气源总管；
4.2.3更换泄露的波纹管；
4.2.4更换膜头内膜片；
4.2.5疏通放大器恒节流孔，增设气源过滤及脱水系统。

5.1调节阀输出不稳定，产生振荡的原因：
5.1.1调节器输出信号不稳定；
5.1.2管道或基座振动剧烈；
5.1.3阀门定位器灵敏度过高；
5.1.4流量系数C值选取过大，调节阀在小开度状态下工作；
5.1.5节流件配合、导向间隙太大；
5.1.6阀杆摩擦力大，容易产生迟滞性振荡；
5.1.7执行机构刚度不够在全行程中产生振荡或弹簧预紧量不够，在低行程中发生振荡。

5.2处理办法如下：
5.2.1改变不平衡力Ft的作用方向通常采用改变流向的方
法来改变Ft的作用方向。

5.2.2避开阀自身的不稳定区不平衡力Ft发生方向变化的交变处，阀易产生振荡。

如双座阀一般在10%以内和80%~90%开度上发生交变，使用中应尽量避开。

5.2.3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。

当单双座阀稳定性差时，可换成套筒阀使用。

5.2.4增大弹簧刚度提高稳定性的常见方法，如将20~100kPa的弹簧改成60~180kPa的大刚度弹簧，无定位器的阀门要配备定位器。

5.2.5降低响应速度当系统要求阀的响应或调节速度不宜太快而阀的速度较快时或系统本身已是快速响应系统，而阀又带定位器来加快动作时，都将会产生超调，产生振荡。

降低响应速度的方法有：将直线特性改为对数特性或将带定位器的改为转换器、继动器。

6.1阀门定位器常见故障原因：
6.1.1有信号无输出：放大器恒节流孔堵塞；喷嘴及背压管脏物堵塞，背压最大；
6.1.2无信号有输出：放大器球阀卡死；喷嘴与挡板关不严；
6.1.3输出压力缓慢或不正常：转动部分卡死，造成无反馈力；放大器球阀关不严；输出或输入管道漏气；膜头漏气。

6.2处理办法：
6.2.1检查清洗恒节流孔、喷嘴及背压管路；
6.2.2检查清洗放大器、调整喷嘴位置；
6.2.3消除卡死原因，增加润滑、清洗放大器、检查气路密封、更换膜片。

通过对调节阀常见故障的分析及处理，降低了调节阀的故障率，增加了调节阀的运行周期，从而进一步降低了设备的损坏程度与设备的维修成本，更主要的是最终实现工艺生产控制平稳的目的。