在自動化程度較高的化學(xué)控制系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)閥作為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置,接收控制信號,實現(xiàn)化學(xué)過程的調(diào)節(jié)。其動作靈敏度直接關(guān)系到調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計,約70%的故障來自調(diào)節(jié)閥。因此,在日常維護中,總結(jié)分析了影響調(diào)節(jié)閥安全運行的因素及對策。
1.調(diào)節(jié)閥卡堵
調(diào)節(jié)閥的常見問題是堵塞,經(jīng)常出現(xiàn)在新的運行系統(tǒng)和檢修運行初期,由于管道焊渣、銹堵塞,導(dǎo)致介質(zhì)循環(huán)不良,或調(diào)節(jié)閥維護填料過緊,導(dǎo)致摩擦增加,導(dǎo)致小信號不動作大信號動作過多。
故障處理:可快速打開、關(guān)閉輔助線或調(diào)節(jié)閥,使污垢從輔助線或調(diào)節(jié)閥中被介質(zhì)沖走。另一種方法是用管鉗夾住閥桿,在信號壓力下旋轉(zhuǎn)閥桿,使閥芯閃過卡片。如果沒有,則增加氣源壓力,增加驅(qū)動功率,反復(fù)上下移動幾次,以解決問題。如果它仍然不工作,則需要解體。
2.泄漏
2.1 閥泄漏,閥桿長度不適。氣開閥,閥桿過長,閥桿向上(或向下)距離不夠,導(dǎo)致閥芯與閥座之間存在間隙,無法完全接觸,導(dǎo)致關(guān)閉不嚴格,內(nèi)部泄漏。同樣,氣關(guān)閥桿過短,導(dǎo)致閥芯與閥座之間的間隙,不能完全接觸,導(dǎo)致關(guān)閉不嚴格,內(nèi)部泄漏。
解決方案:應(yīng)縮短(或延長)調(diào)節(jié)閥桿,使調(diào)節(jié)閥長度合適,使其不再泄漏。
2.2 填料泄漏。填料裝入填料函以后,經(jīng)壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性,使其產(chǎn)生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松,有些部位接觸的緊,甚至有些部位沒有接觸上。調(diào)節(jié)閥在使用過程中,閥桿同填料之間存在著相對運動,這個運動叫軸向運動。在使用過程中,隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質(zhì)的影響,調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于紡織填料還會出現(xiàn)滲漏(壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時壓力介質(zhì)就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。
解決方案:為方便填料安裝,在填料函頂部倒角,在填料函底部放置耐腐蝕間隙較小的金屬保護環(huán)(與填料的接觸面不得為斜面),防止填料被介質(zhì)壓力引起。填料函各部分與填料接觸部分的金屬表面應(yīng)精細加工,以提高表面清潔度,減少填料磨損。填料選用柔性石墨,由于氣密性好,摩擦小,長期使用后變化小,磨損燒損小,維護方便,壓力螺栓不變化,耐壓性好,耐熱性好,不受內(nèi)部介質(zhì)侵蝕,與閥桿和填料函接觸的金屬不點蝕或腐蝕。這樣,閥桿填料函的密封就得到了有效的保護,保證了填料密封的可靠性和長期性。
2.3 閥芯和閥座變形泄漏。核心和閥座泄漏的主要原因是調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷會導(dǎo)致腐蝕加強。通過腐蝕介質(zhì),流體介質(zhì)的沖刷也會導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣體腐蝕的形式存在。當腐蝕介質(zhì)通過調(diào)節(jié)閥時,會對閥芯和閥座材料產(chǎn)生侵蝕和沖擊,使閥芯和閥座呈橢圓形或其他形狀。隨著時間的推移,閥芯和閥座不匹配,存在間隙,泄漏不嚴格。
解決方案:關(guān)鍵是關(guān)閉閥芯和閥座材料的選擇和質(zhì)量。選用耐腐蝕材料,堅決消除麻點、沙眼等缺陷產(chǎn)品。如果閥芯和閥座變形不太嚴重,可用細砂紙研磨,消除痕跡,提高密封清潔度,提高密封性能。如果損壞嚴重,應(yīng)更換新的閥門。
3.振蕩
調(diào)節(jié)閥彈簧剛度不足,調(diào)節(jié)閥輸出信號不穩(wěn)定,變化急劇,容易引起調(diào)節(jié)閥振蕩。此外,選擇閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同,或管道和底座振動劇烈,使調(diào)節(jié)閥振動。如果選擇不當,調(diào)節(jié)閥在小開度工作時會發(fā)生急劇的流阻、流速和壓力變化。當超過閥剛度時,穩(wěn)定性變差,振蕩嚴重。
解決方案:由于振蕩的原因是多方面的,所以具體的問題是具體的分析。對于輕微的振動,可以增加剛度來消除。如果選擇大剛度彈簧,則使用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)。通過增加支撐消除振動干擾,選擇閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同,更換不同結(jié)構(gòu)的閥相同,更換不同結(jié)構(gòu)的閥;小開度引起的振蕩是選擇不當?shù)难h(huán)能力C大值選擇必須重新選擇流通能力C分程控制或子母閥用于克服小開度調(diào)節(jié)閥。
4.閥門定位器故障
4.一般定位器采用機械力平衡原理,即噴嘴擋板技術(shù),主要存在以下故障類型:
4.1.1由于采用機械力平衡原理,可移動部件較多,易受溫度和振動的影響,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥波動;
4.1.2采用噴嘴擋板技術(shù),由于噴嘴孔小,容易被灰塵或不干凈的氣源堵塞,定位器不能正常工作;
4.1.3采用力平衡原理,彈簧彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場發(fā)生變化,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥非線性,控制質(zhì)量下降。
4.2 微處理器智能定位器(cpu)、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器和其他部件的工作原理與普通定位器完全不同。給定值和實際值的比較純粹是電信號,不再是力平衡。因此,它可以克服傳統(tǒng)定位器力平衡的缺點。但在緊急停車場,如緊急切斷閥、緊急排氣閥等。這些閥門需要靜止在某個位置,只有在緊急情況下才需要可靠的動作。長時間停留在某個位置很容易導(dǎo)致電氣轉(zhuǎn)換器失控,導(dǎo)致小信號不移動的危險情況。此外,由于閥門位置傳感器在現(xiàn)場工作,電阻值容易改變,導(dǎo)致小信號不移動,大信號完全打開。因此,為了確保智能定位器的可靠性和可用性,必須經(jīng)常測試它們。
小結(jié)
通過對調(diào)節(jié)閥故障原因的分析,采取適當?shù)奶幚砗透倪M方法,將大大提高調(diào)節(jié)閥的利用率,降低儀器故障率,對提高工藝生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,降低能耗具有重要作用,可有效提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量,確保生產(chǎn)設(shè)備的長期運行。
1.調(diào)節(jié)閥卡堵
調(diào)節(jié)閥的常見問題是堵塞,經(jīng)常出現(xiàn)在新的運行系統(tǒng)和檢修運行初期,由于管道焊渣、銹堵塞,導(dǎo)致介質(zhì)循環(huán)不良,或調(diào)節(jié)閥維護填料過緊,導(dǎo)致摩擦增加,導(dǎo)致小信號不動作大信號動作過多。
故障處理:可快速打開、關(guān)閉輔助線或調(diào)節(jié)閥,使污垢從輔助線或調(diào)節(jié)閥中被介質(zhì)沖走。另一種方法是用管鉗夾住閥桿,在信號壓力下旋轉(zhuǎn)閥桿,使閥芯閃過卡片。如果沒有,則增加氣源壓力,增加驅(qū)動功率,反復(fù)上下移動幾次,以解決問題。如果它仍然不工作,則需要解體。
2.泄漏
2.1 閥泄漏,閥桿長度不適。氣開閥,閥桿過長,閥桿向上(或向下)距離不夠,導(dǎo)致閥芯與閥座之間存在間隙,無法完全接觸,導(dǎo)致關(guān)閉不嚴格,內(nèi)部泄漏。同樣,氣關(guān)閥桿過短,導(dǎo)致閥芯與閥座之間的間隙,不能完全接觸,導(dǎo)致關(guān)閉不嚴格,內(nèi)部泄漏。
解決方案:應(yīng)縮短(或延長)調(diào)節(jié)閥桿,使調(diào)節(jié)閥長度合適,使其不再泄漏。
2.2 填料泄漏。填料裝入填料函以后,經(jīng)壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性,使其產(chǎn)生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松,有些部位接觸的緊,甚至有些部位沒有接觸上。調(diào)節(jié)閥在使用過程中,閥桿同填料之間存在著相對運動,這個運動叫軸向運動。在使用過程中,隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質(zhì)的影響,調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于紡織填料還會出現(xiàn)滲漏(壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時壓力介質(zhì)就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。
解決方案:為方便填料安裝,在填料函頂部倒角,在填料函底部放置耐腐蝕間隙較小的金屬保護環(huán)(與填料的接觸面不得為斜面),防止填料被介質(zhì)壓力引起。填料函各部分與填料接觸部分的金屬表面應(yīng)精細加工,以提高表面清潔度,減少填料磨損。填料選用柔性石墨,由于氣密性好,摩擦小,長期使用后變化小,磨損燒損小,維護方便,壓力螺栓不變化,耐壓性好,耐熱性好,不受內(nèi)部介質(zhì)侵蝕,與閥桿和填料函接觸的金屬不點蝕或腐蝕。這樣,閥桿填料函的密封就得到了有效的保護,保證了填料密封的可靠性和長期性。
2.3 閥芯和閥座變形泄漏。核心和閥座泄漏的主要原因是調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷會導(dǎo)致腐蝕加強。通過腐蝕介質(zhì),流體介質(zhì)的沖刷也會導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣體腐蝕的形式存在。當腐蝕介質(zhì)通過調(diào)節(jié)閥時,會對閥芯和閥座材料產(chǎn)生侵蝕和沖擊,使閥芯和閥座呈橢圓形或其他形狀。隨著時間的推移,閥芯和閥座不匹配,存在間隙,泄漏不嚴格。
解決方案:關(guān)鍵是關(guān)閉閥芯和閥座材料的選擇和質(zhì)量。選用耐腐蝕材料,堅決消除麻點、沙眼等缺陷產(chǎn)品。如果閥芯和閥座變形不太嚴重,可用細砂紙研磨,消除痕跡,提高密封清潔度,提高密封性能。如果損壞嚴重,應(yīng)更換新的閥門。
3.振蕩
調(diào)節(jié)閥彈簧剛度不足,調(diào)節(jié)閥輸出信號不穩(wěn)定,變化急劇,容易引起調(diào)節(jié)閥振蕩。此外,選擇閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同,或管道和底座振動劇烈,使調(diào)節(jié)閥振動。如果選擇不當,調(diào)節(jié)閥在小開度工作時會發(fā)生急劇的流阻、流速和壓力變化。當超過閥剛度時,穩(wěn)定性變差,振蕩嚴重。
解決方案:由于振蕩的原因是多方面的,所以具體的問題是具體的分析。對于輕微的振動,可以增加剛度來消除。如果選擇大剛度彈簧,則使用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)。通過增加支撐消除振動干擾,選擇閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同,更換不同結(jié)構(gòu)的閥相同,更換不同結(jié)構(gòu)的閥;小開度引起的振蕩是選擇不當?shù)难h(huán)能力C大值選擇必須重新選擇流通能力C分程控制或子母閥用于克服小開度調(diào)節(jié)閥。
4.閥門定位器故障
4.一般定位器采用機械力平衡原理,即噴嘴擋板技術(shù),主要存在以下故障類型:
4.1.1由于采用機械力平衡原理,可移動部件較多,易受溫度和振動的影響,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥波動;
4.1.2采用噴嘴擋板技術(shù),由于噴嘴孔小,容易被灰塵或不干凈的氣源堵塞,定位器不能正常工作;
4.1.3采用力平衡原理,彈簧彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場發(fā)生變化,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥非線性,控制質(zhì)量下降。
4.2 微處理器智能定位器(cpu)、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器和其他部件的工作原理與普通定位器完全不同。給定值和實際值的比較純粹是電信號,不再是力平衡。因此,它可以克服傳統(tǒng)定位器力平衡的缺點。但在緊急停車場,如緊急切斷閥、緊急排氣閥等。這些閥門需要靜止在某個位置,只有在緊急情況下才需要可靠的動作。長時間停留在某個位置很容易導(dǎo)致電氣轉(zhuǎn)換器失控,導(dǎo)致小信號不移動的危險情況。此外,由于閥門位置傳感器在現(xiàn)場工作,電阻值容易改變,導(dǎo)致小信號不移動,大信號完全打開。因此,為了確保智能定位器的可靠性和可用性,必須經(jīng)常測試它們。
小結(jié)
通過對調(diào)節(jié)閥故障原因的分析,采取適當?shù)奶幚砗透倪M方法,將大大提高調(diào)節(jié)閥的利用率,降低儀器故障率,對提高工藝生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,降低能耗具有重要作用,可有效提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量,確保生產(chǎn)設(shè)備的長期運行。
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