气动调节阀故障分析.doc

气动调节阀故障分析
许宏阳
(河北省邯郸钢铁总厂化肥厂 ,0 56 0 0 3)
　　　　　关键词 :气动调节阀　故障分析　校验
　　调节阀是自控系统的手足。它的动作灵敏与否 ,直接关系着调节系统的质量。据现场实际工作经验 ,调节系统有 70 %左右的故障出自调节阀。因此 ,保证调节阀的准确运行 ,一直是一个很重要的问题。
调节阀经常出现的问题是阀卡 ,主要是阀芯卡住了阀座或填料装填过实 ,至使磨擦力增大 ,造成信号小时动作不了 ,信号大时一旦动作又过头的现象。当然 ,阀门定位器或其他部分也可能有问题。
解决这一问题的办法一般是用管钳或克丝钳夹紧阀杆 ,在外加信号压力情况下 ,正反用力旋动阀杆 ,让阀芯或阀杆闪过卡处 ,就能解决问题。如不能 ,则把输入信号增大到0.1 MPa或0.14MPa,利用膜片上大的压力信号来克服阀杆或阀座的卡滞部分 ,推动阀芯或阀杆的移动。一般这样上下来回移动几次 ,就能解决问题。应注意的是这个外加压力信号不宜太大 ,如大于气源压力 0 . 1 4MPa,当膜片的压力信号一旦克服了卡滞力或静磨擦力 ,那么这个大的力量会把阀杆压弯成 U型。有时阀杆或阀座轻微卡滞 ,可用外力轻轻敲击阀体或阀座 ,一般能解决问题。有时调节阀被异物卡住使被测介质流通不畅 ,这时可迅速开关副线或调节阀 ,让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑 ,有时也能解决问题。按图1形式安装的调节阀组系统 ,开关副线更易把杂物冲走 ,而按图 2形式安装的调节阀组系统就不易把脏物冲走。这是因为一般杂物 (如铁屑 )较重 ,往往都沉落到下方。当用闸阀时更易把脏物冲走。
调节阀在使用中经常发生噪声 ,这是由振动引起的 ,但也有人认为这是由于阀的质量不好引起的 ,如调节阀的弹簧刚度不足 ,易引起调节阀振动 ,空化也会引起阀芯的振动 ,致使机械损坏严重。引起阀振动的原因还有调节器输出信号不稳定而急剧地变动。管道或基座剧烈振动 ,使装于它们上面的调节阀随之振动。阀门定位器灵敏度过高 ,调节器输出信号微小的变化或漂移被放大后输给调节阀 ,这就和调节器输出信号不稳定一样。流通能力 C值选得过大 ,造成调节阀在小开度下工作。这样 ,节流间隙小、流速大、阀前后压力变化大。当越过阀的刚度时 (如弹簧弹力小 ),阀稳定性差 ,就会产生严重振荡。调节阀的预紧量不够 ,也会引起这种现象。

图 1　可采用的安装方式

图 2　不可采用的安装方式
此外 ,振动还与频率有关 ,即外力的频率和系统的固有频率相等或接近时 ,调节阀就会产生振荡。调节阀在这种振荡下工作 ,会使系统管道跳动 ,以至附件或元件振松 ,如紧固阀杆的螺母松脱 ,阀杆也由于振动和流体的流动而产生旋转 ,有时使阀杆脱落。严重时还会把阀杆振断 ,有时在一天之内竟然振断几次。
当紧固阀杆的螺母松脱后 ,阀杆为何会产生旋转呢 ?笔者认为这同样是由于不平衡力作用的结果 ,即流体在阀芯两侧推动 ,阀芯在不平衡力的作用下产生旋转 ,以至带动阀杆旋转在这种情况下 ,往往伴随着压能的存在而产生噪声。
调节阀常期不停地工作 ,膜片一直处于伸缩状态 ,易产生老化变质 ,使其弹力减弱 ,工作不稳定 ,至使被控制的参数波动。
有的调节阀在外加信号 0 . 1 MPa时不能全开或全关 ,且在外面泄气孔也有气漏出 ,证明膜片破了。
在安装中 ,调节阀、管线要选择适当 ,如阀的口径和管线选得太小 ,会引起供料不足等现象。假如出现被控制的对象 (如液位 )波动 ,可选择非线性调节阀 ,以阀的非线性来克服对象的非线性 ,从而使整个广义对象接近线性 ,这样会使收效更显著。调节阀一般均有内漏量 ,对要求较严格的场合 ,应研磨阀芯和阀座。
在校验调节阀时 ,定位器和调节阀不必分开校验 ,因为它们是一个整体。