計(jì)算機(jī)在化工、冶金生產(chǎn)中的全面推廣,大大地優(yōu)化了自動(dòng)化系統(tǒng)的操控性能,使生產(chǎn)取得了很好的效益。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,可按控制信號(hào)的輸出大小改變調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量,把被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi),從而達(dá)到生產(chǎn)的自動(dòng)化。它的性能好壞,將直接影響到調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制質(zhì)量和工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)。因此,保證調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中的準(zhǔn)確可靠性、穩(wěn)定靈活性有著很重要的意義。本文以氣動(dòng)直通雙座調(diào)節(jié)閥為例,探討其有關(guān)問(wèn)題。
一、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的常見(jiàn)故障及原因分析
1、泄漏或開(kāi)度不夠影響調(diào)節(jié)性能
調(diào)節(jié)閥常因關(guān)閉不嚴(yán)致使介質(zhì)泄漏或開(kāi)度不夠?qū)е陆橘|(zhì)流量小,不能滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求,原因有以下幾方面。
A、閥桿長(zhǎng)短不合適造成泄漏
。1)氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥。圖1為氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥的正反圖,當(dāng)調(diào)節(jié)閥定位器給調(diào)節(jié)閥膜頭發(fā)送關(guān)閥的壓力信號(hào)時(shí),如果閥桿太長(zhǎng),閥桿向上(或向下)移動(dòng)距離不夠,造成閥芯和閥座之間有間隙,不能充分接觸,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。同樣,如果閥桿太短,閥桿向下(或向上)移動(dòng)距離不夠,不能充分打開(kāi)閥芯導(dǎo)致調(diào)節(jié)流量太小。
。2)氣閉式調(diào)節(jié)閥。圖2為氣閉式調(diào)節(jié)閥的正反圖,當(dāng)閥門(mén)定位器給調(diào)節(jié)閥膜頭發(fā)送關(guān)閥的壓力信號(hào)時(shí),如果閥桿太短,閥芯向下(或向上)移動(dòng)距離不夠,造成閥芯和閥座之間有間隙,而不能充分接觸,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥關(guān)不嚴(yán)而有漏。同樣,如果閥桿太長(zhǎng),閥桿向上(或向下)移動(dòng)距離不夠,而不能充分打開(kāi)閥芯導(dǎo)致調(diào)節(jié)流量太小。
B、閥桿軸心泄漏
閥桿軸心主要靠填料函中填料來(lái)密封,填料裝入填料函以后,經(jīng)壓蓋對(duì)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,但這種接觸有時(shí)并不是非常均勻。有些部位接觸得緊,有些部位接觸得松,還有些部位沒(méi)有接觸上,造成軸心的滲漏、泄漏。閥桿與填料間的界面泄漏很多是由于填料自身老化、填料接觸壓力減弱等原因引起的。
C、閥芯和閥座的滲漏或泄漏
閥芯、閥座的滲漏或泄漏與設(shè)備品質(zhì)有關(guān),主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過(guò)程中的鑄造或鍛造缺陷所引起的。如局部擦傷或缺失、細(xì)小的砂眼、觸面的變形等因素,再加上有腐蝕介質(zhì)的通過(guò),流體介質(zhì)的長(zhǎng)期沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。比如當(dāng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性介質(zhì)在通過(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí),便會(huì)產(chǎn)生對(duì)閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊,使閥芯、閥座不再密合,存在間隙而關(guān)不嚴(yán),發(fā)生泄漏。
2、閥桿振蕩和工作不穩(wěn)影響調(diào)節(jié)性能
主要從電氣、機(jī)械兩方面考慮。電氣信號(hào)對(duì)調(diào)節(jié)閥的影響主要有:調(diào)節(jié)閥接收的弱電信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致閥門(mén)定位器輸出的氣壓信號(hào)波動(dòng);閥門(mén)定位器靈敏度過(guò)高,信號(hào)微小變化導(dǎo)致自身波動(dòng);調(diào)節(jié)閥所處環(huán)境有較強(qiáng)的變頻、電流或電壓波動(dòng)信號(hào)導(dǎo)致輸出信號(hào)有波動(dòng)。機(jī)械方面的影響主要有:調(diào)節(jié)閥彈簧的剛度不足、不勻或變形;管道中流體的壓力波動(dòng)引起調(diào)節(jié)閥振蕩;管道或調(diào)節(jié)閥基座劇烈振動(dòng),調(diào)節(jié)閥隨之振動(dòng);選型與工藝參數(shù)不匹配,量程選得過(guò)大,使調(diào)節(jié)閥只能在小開(kāi)度下工作,閥前閥后壓降增大,閥穩(wěn)定性變差,此時(shí)調(diào)節(jié)閥的預(yù)緊力不合適,往往就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重振蕩。
3、卡和堵現(xiàn)象影響調(diào)節(jié)性能
卡和堵都會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥失靈,嚴(yán)重時(shí)調(diào)節(jié)閥幾乎失去調(diào)節(jié)功能,它是調(diào)節(jié)閥故障中的最常見(jiàn)、影響最嚴(yán)重的形式之一?ǘ卢F(xiàn)象常發(fā)生于新投運(yùn)和大修后的生產(chǎn)系統(tǒng)中,主要原因是:第一,工藝管道中的焊渣、鐵銹、雜物等積淤在調(diào)節(jié)閥節(jié)流口、導(dǎo)向部位、下閥蓋平衡孔內(nèi)等,使被測(cè)介質(zhì)流通不暢或斷流;第二,調(diào)節(jié)閥芯被卡或閥桿部位填料裝填過(guò)實(shí),動(dòng)作摩擦力增大,或腐蝕性介質(zhì)將閥桿侵蝕成重銹造成信號(hào)小時(shí)動(dòng)作不了,信號(hào)大時(shí),一旦動(dòng)作又過(guò)了頭,使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不靈;第三,鋼行渣粒卡死閥桿、閥芯或閥桿彎曲變形不能動(dòng)作而失去調(diào)節(jié)功能。
4、工作狀態(tài)中伴有噪音
噪音是一種環(huán)境污染,它的危害已越來(lái)越受人所重視。噪音不僅會(huì)降低人的工作效率,而且還會(huì)引起多種疾病。工作狀態(tài)中調(diào)節(jié)閥的噪音對(duì)其性能、使用壽命將產(chǎn)生很大影響,所以不容忽視。其主要來(lái)源有以下兩種。
A、流體介質(zhì)動(dòng)力性噪音。當(dāng)流液體介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)由于閥芯、閥座所造成的流通面積的局部縮小形成局部阻力,使其節(jié)流作用產(chǎn)生空化現(xiàn)象,發(fā)生空化時(shí)氣泡迅速破裂釋放出能量在液體中產(chǎn)生強(qiáng)大的局部壓力從而引起噪音、振動(dòng)和材質(zhì)的損壞;此外,高壓氣體介質(zhì)流經(jīng)節(jié)流截面最小處流速可達(dá)到高音速,從而形成沖擊波、噴射流、超強(qiáng)渦流等亂流,這種噪音有時(shí)頻率很高刺激性很強(qiáng),同時(shí)對(duì)閥芯、閥座、閥體等零部件有氣蝕現(xiàn)象,嚴(yán)重影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命。
B、機(jī)械性噪音。閥體內(nèi)流體介質(zhì)的沖擊和壓力波動(dòng)引起可動(dòng)零部件的機(jī)械振動(dòng),如閥桿隨介質(zhì)流動(dòng)而橫向擺動(dòng)。這種振動(dòng)產(chǎn)生的噪音一般不太刺激耳鼓,常被忽視,但當(dāng)閥內(nèi)可動(dòng)組件(閥芯、閥桿)長(zhǎng)期處于這種應(yīng)力振動(dòng)中,易導(dǎo)致振動(dòng)件磨損,縮短調(diào)節(jié)閥使用壽命。
5、閥門(mén)定位器的膜片漏氣影響調(diào)節(jié)性能
閥門(mén)定位器膜片的彈性好壞直接影響調(diào)節(jié)閥的性能,膜片長(zhǎng)期不停地工作一直處于緊縮狀態(tài)且易老化變質(zhì),使其彈力減弱而漏氣,導(dǎo)致工作不穩(wěn)定,被控制的參數(shù)波動(dòng)。調(diào)節(jié)閥在外加開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)不能全開(kāi)或全關(guān),且向外有氣漏出,證明膜片破損了。
二、調(diào)節(jié)閥故障的處理
1、泄漏或開(kāi)度不夠的處理
A、閥桿不合適泄漏
調(diào)節(jié)閥桿頂端螺栓縮短(或伸長(zhǎng))調(diào)節(jié)閥閥桿,使調(diào)節(jié)閥閥桿長(zhǎng)度合適,使其不再內(nèi)漏,同時(shí)保證調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)開(kāi)度的完整性。
B、閥桿軸心泄漏
從處理填料入手,填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工,以提高其表面光潔度,減小填料磨損;或更換填料,選用柔性好、氣密性好、摩擦力小、長(zhǎng)期使用后變化小、容易維修的材料(如柔性石墨材質(zhì)),可保證閥桿和填料函間的密封,保證填料密封的可靠性和長(zhǎng)期性。
C、閥芯和閥座的滲漏或泄漏
首先嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān),對(duì)有缺陷的產(chǎn)品堅(jiān)決剔除。若閥芯和閥座粗劣但變形不嚴(yán)重,可經(jīng)過(guò)細(xì)砂紙研磨,消除痕跡,提高密封面嚴(yán)密度;若破損嚴(yán)重,應(yīng)及時(shí)根據(jù)介質(zhì)屬性選用一些特定膠(如AB膠、航空膠等)修補(bǔ),最好更換新閥,一次性徹底解決。
2、閥桿振蕩及工作不穩(wěn)的處理
對(duì)機(jī)械因素造成的振蕩和輕微振蕩,選用大鋼性的彈簧增大剛度來(lái)消除;或選用工作地點(diǎn)和介質(zhì)流動(dòng)穩(wěn)定的地方來(lái)安裝,這對(duì)消除共振有一定的作用。對(duì)電氣因素的振蕩首先是調(diào)整合適的電阻阻尼,或增加電氣接地濾掉干擾信號(hào),或增設(shè)金屬殼屏蔽環(huán)境中外來(lái)的頻率或電磁干擾。
3、卡堵的處理
開(kāi)關(guān)旁通讓贓物從副線(xiàn)被介質(zhì)沖走,同時(shí)伴隨開(kāi)、關(guān)調(diào)節(jié)閥使贓物盡可能從閥下被介質(zhì)沖走,如此循環(huán)往復(fù)操作數(shù)次可排除此故障。或用管鉗夾緊閥桿,在外加開(kāi)、關(guān)壓力信號(hào)(信號(hào)不宜太大,力量太大會(huì)把閥桿壓彎)的情況下,正反用力旋動(dòng)閥桿,這樣上下來(lái)回推動(dòng)閥桿移動(dòng)幾次可克服卡滯力,即可解決問(wèn)題。如卡、堵嚴(yán)重,上述方法失靈,那就只能打開(kāi)旁通卸下調(diào)節(jié)閥進(jìn)行處理。