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氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝與故障原因分析
發(fā)布于：2019/8/22 9:24:02 點(diǎn)擊量：206
在自動(dòng)化程度較高的化工控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置，接受控制信號實(shí)現(xiàn)對化工流程的調(diào)節(jié)，它的動(dòng)作穩(wěn)定性直接關(guān)系著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。
1 調(diào)節(jié)閥的選型與安裝
1.1 調(diào)節(jié)閥選型
項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)使用場合的重要性合理選擇調(diào)節(jié)閥廠商，向調(diào)節(jié)閥廠商提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，如介質(zhì)、溫度、壓力、閥前后壓差、流量特性、管道口徑、作用方式等。根據(jù)已知的流體條件，計(jì)算出必要的KV值，選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑，在安裝中，連接調(diào)節(jié)閥的管道可以使用大小頭做縮徑、擴(kuò)徑處理。
1.2 調(diào)節(jié)閥安裝
首先，調(diào)節(jié)閥的安裝應(yīng)遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按照設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)文件的規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，并確保調(diào)節(jié)閥的安全性。
1.2.1 安裝旁路閥與放泄閥
調(diào)節(jié)閥在使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)些問題，為能及時(shí)處理調(diào)節(jié)閥故障隱患，在工藝管路上一定要增加旁路閥與前后截止閥，以便能將調(diào)節(jié)閥從工藝系統(tǒng)中切除處理。而在切斷管路時(shí)管內(nèi)不可避免的積有帶壓流體，因此必須在調(diào)節(jié)閥前后裝設(shè)放泄閥，如圖1。
圖1 調(diào)節(jié)閥組示意圖
1.2.2 安裝調(diào)節(jié)閥的注意事項(xiàng)
（1）調(diào)節(jié)閥的安裝位置應(yīng)滿足工藝流程設(shè)計(jì)的要求，并應(yīng)盡可能靠近控制系統(tǒng)中的一次測量元件，以提高調(diào)節(jié)閥的控制精度；
（2）調(diào)節(jié)閥應(yīng)布置在地面或平臺(tái)上，定位器應(yīng)朝向過道，便于操作和維修；
（3）調(diào)節(jié)閥應(yīng)正立垂直安裝于水平管道上，特殊情況下方可傾斜安裝，但須加支撐；
（4）調(diào)節(jié)閥組在安裝時(shí)應(yīng)充分考慮拆裝方便，防止安裝以后無法拆卸；
（5）介質(zhì)中含有固體顆粒的管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)與旁路閥布置在同一個(gè)平面上或?qū)⑴月烽y布置在調(diào)節(jié)閥的下方；
（6）調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于60℃，不低于-40℃的地方，并遠(yuǎn)離振動(dòng)源。
2 調(diào)節(jié)閥故障原因分析處理及實(shí)例
下面總結(jié)分析影響調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行的因素及其對策，以及金赤公司已出現(xiàn)故障并處理的部分調(diào)節(jié)閥實(shí)例。
2.1 卡堵
調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問題是卡堵，常出現(xiàn)在新系統(tǒng)投運(yùn)和大修投運(yùn)初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢。一般故障處理：可迅速開、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥，讓臟物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿，在外加信號壓力情況下，正反用力旋動(dòng)閥桿，讓閥芯閃過卡處。若不能湊效則增加氣源壓力增加驅(qū)動(dòng)功率反復(fù)上下移動(dòng)幾次，即可解決問題。如若仍不動(dòng)作，則需解體處理。
金赤公司新投運(yùn)的系統(tǒng)，出現(xiàn)過很多類似現(xiàn)象，最典型的就是CASEL軌道球閥卡塞開不到位，增加氣源壓力到0.6MPa也沒有完全打開，最終解體檢修發(fā)現(xiàn)閥門軌道桿已被磨損得很粗糙，打磨光滑后，正常投入使用。
2.2 閥門定位器故障
隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代，機(jī)械式定位器逐漸被淘汰，現(xiàn)在的調(diào)節(jié)閥基本采用智能閥門定位器。公司新型煤化工項(xiàng)目，調(diào)節(jié)閥基本全部采用智能定位器，使用最多的是西門子PS2系列、FisherDVC2000系列、DVC6000系列等。
在使用過程中發(fā)現(xiàn)，智能定位器雖然方便易用，但是電子集成度太高，雖為模塊化設(shè)計(jì)，但是單獨(dú)采購某一模塊的價(jià)格和一個(gè)定位器價(jià)格差不多，還不如整體更換，普通儀修人員基本沒有維修的可能。因此在安裝與使用過程中必須注意避震、防止太陽直射造成溫度過高燒壞電子元件，儀表空氣必須潔凈，以保證定位器能穩(wěn)定、長期正常使用。
2.3 閥芯、閥座變形泄漏
閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加劇。而腐蝕介質(zhì)的通過，流體介質(zhì)的沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當(dāng)腐蝕性介質(zhì)在通過調(diào)節(jié)閥時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)致閥芯、閥座不貼合，存在間隙，關(guān)不嚴(yán)發(fā)生泄漏。
解決方法：關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料，對麻點(diǎn)、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅(jiān)決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴(yán)重，可經(jīng)過細(xì)砂紙研磨，消除痕跡，提高密封光潔度，以提高密封性能。若損壞嚴(yán)重，則應(yīng)更換新閥。
金赤公司使用的DAFRAM球閥在使用過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏嚴(yán)重，導(dǎo)致合成系統(tǒng)在臨時(shí)停車時(shí)保不住壓力，對生產(chǎn)系統(tǒng)損失很大。圖2為DAFRAM球閥結(jié)構(gòu)圖，硬密封球閥是雙向密封，只要閥芯閥座接觸良好就應(yīng)該密封的很好，初步分析為圖2圓圈中所示的505彈簧部件失效，造成閥座不能與閥芯緊密貼合而泄漏。
圖2 DAFRAM球閥結(jié)構(gòu)圖
拆卸開以后發(fā)現(xiàn)，管道有銹蝕現(xiàn)象，閥座直接卡死，將閥座取出后，銹蝕還是很嚴(yán)重的（見圖3），隨后對銹蝕部分進(jìn)行打磨清洗。
圖3 DAFRAM球閥銹蝕情況
處理完成后裝回閥座，閥座明顯凸出，用力按下后會(huì)自動(dòng)彈出，說明彈簧恢復(fù)作用，回裝以后，正常運(yùn)行至今無問題。分析原因?yàn)槌跗诠艿浪嵯春笪辞逑锤蓛?，造成閥座處結(jié)垢銹蝕后卡死閥座所致。
圖4為Fisher籠式調(diào)節(jié)閥的套筒，可以看出套筒上的小孔已經(jīng)沖穿，調(diào)節(jié)閥此時(shí)已經(jīng)基本沒有調(diào)節(jié)流量的能力。在拆卸這個(gè)調(diào)節(jié)閥時(shí)，套筒小孔里有很多焊渣堵卡在里面，造成部分小孔不能流通，部分小孔又因流量太大造成不可修復(fù)的沖蝕，因此這個(gè)調(diào)節(jié)閥只能對閥內(nèi)件進(jìn)行整體更換。我們在使用籠式調(diào)節(jié)閥時(shí)，一定要提高介質(zhì)的潔凈度，以延長調(diào)節(jié)閥的使用壽命。
圖4 Fisher籠式調(diào)節(jié)閥的套筒
2.4 泄漏
2.4.1 閥內(nèi)漏
閥桿長短不適。氣開閥，閥桿太長閥桿向上的（或向下）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短，導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。
解決辦法：縮短（或延長）調(diào)節(jié)閥閥桿使其長度合適，不再內(nèi)漏。
2.4.2 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。在使用過程中，隨著高溫、高壓和滲透性強(qiáng)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，對于用紡織品材質(zhì)制作的填料還會(huì)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性能因長時(shí)間在壓力環(huán)境下而逐漸衰減，填料自身老化等原因引起的，這時(shí)壓力介質(zhì)就會(huì)沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。
解決對策：為使填料裝入方便，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護(hù)環(huán)（與填料的接觸面不能為斜面），以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工，以提高表面光潔度，減少填料磨損。填料選用柔性石墨，因其具有氣密性好，摩擦力小，長期使用后變化小，維修容易，壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內(nèi)部介質(zhì)的侵蝕，與閥桿和填料函內(nèi)部接觸的金屬不發(fā)生點(diǎn)蝕或腐蝕。這樣，有效地保護(hù)了閥桿填料函的密封，保證了填料密封的可靠性和長期性。
3 結(jié)束語
應(yīng)認(rèn)真對待調(diào)節(jié)閥的選型與安裝，在使用過程中對調(diào)節(jié)閥故障原因準(zhǔn)確分析，采取適當(dāng)?shù)奶幚怼⒏倪M(jìn)辦法，將大大提高調(diào)節(jié)閥的利用率，降低儀表故障率，對生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高以及能源消耗的降低都有著重要作用，可有效提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量，從而確保生產(chǎn)裝置長周期運(yùn)行。
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