氣(qì)動調節閥(fá)是(shì)工業生產廣(guǎng)泛使用的工業(yè)過程控製儀表之一,它是組成工業自(zì)動(dòng)化係統(tǒng)的重(chóng)要環節。氣動調(diào)節閥就是以壓縮空氣為動力源,以(yǐ)氣缸(gāng)為執行器,並借助於閥門定位(wèi)器(qì)、轉(zhuǎn)換器、電(diàn)磁閥、保位(wèi)閥等附件(jiàn)去驅動閥門,實(shí)現開關量或比(bǐ)例式調節,接(jiē)收工業自動化控製(zhì)係(xì)統的控製信號來完(wán)成(chéng)調節管道介質的流量、壓力(lì)、溫度等各(gè)種(zhǒng)工藝參數。氣(qì)動調節閥的(de)特點就是控製簡單,反應快速,且本質安全(quán)。
下麵,了解一下(xià)氣(qì)動調節閥的常見故(gù)障及(jí)處理方法。望能對工廠的現(xiàn)場維(wéi)護人員起到一點助益。
調節閥(fá)常見故障現象及(jí)原因分(fèn)析
2.1 氣源故(gù)障
1)現場氣源未開。
2)氣源含水,天氣(qì)寒冷結(jié)冰。
3)淨化風(fēng)停止供應。
4)氣源總管泄露或風線堵塞導致(zhì)風壓過(guò)低(dī),調節閥不能全開或全關,甚至不動作。
5)空氣過濾減壓器長時間使用(yòng),髒物太多,減(jiǎn)壓閥下黑(hēi)色旋鈕打開漏風,使輸出風(fēng)壓小於規定的壓力,導致調(diào)節閥不能全開(kāi)全關,甚至不動作。
6)現(xiàn)場風線漏(lòu)風,接頭鬆動,導致風壓不足,調(diào)節閥不能(néng)全開全關,甚至不動作。
7)過(guò)濾減壓閥故障,導致(zhì)風(fēng)壓不穩,造成調節(jiē)閥振蕩。
2.2 線(xiàn)路故(gù)障
1)電源線接線端(duān)鬆動(dòng)、脫(tuō)落、短路(lù)、斷路,電(diàn)路板灰塵積得太多導致接觸不良,信號波動(dòng),調節閥(fá)產(chǎn)生振動。
2)大(dà)雨或台風過(guò)後,設(shè)備進(jìn)水受潮使接(jiē)線短(duǎn)路,造成調節閥(fá)不能全開或全(quán)關。
3)極性接反會(huì)導致調節閥不動作。
4)電(diàn)源(yuán)線中間段(duàn)故障,由於絕緣膠帶(dài)的失效,電(diàn)線絕緣皮脫落造(zào)成線與線之間的短(duǎn)路,由於現(xiàn)場振(zhèn)動導致電線斷裂,導致調節(jiē)閥(fá)動作不連(lián)續振蕩(dàng),不能全開(kāi)或全關(guān)甚至是不動作。
5)由於(yú)調節(jiē)閥維(wéi)修(xiū)過後接線(xiàn)失誤,導致調節閥故(gù)障。
6)調節(jiē)閥(fá)輸出(chū)信(xìn)號不(bú)穩定,導致(zhì)調節閥操作波動。
2.3 定位器故(gù)障
1)反(fǎn)饋杆固定螺母(mǔ)鬆動脫(tuō)落,反(fǎn)饋杆上的彈簧脫落(luò),造成反饋杆的鬆動、脫落、卡澀(sè),使調(diào)節閥振蕩。
2)定位器中(zhōng)的位置傳感器故(gù)障,當(dāng)振(zhèn)動(dòng)到壞點會導(dǎo)致中控室顯示(shì)超程,過(guò)一(yī)陣又恢複正常,通(tōng)過更換可以解決。
3)定位器PID參數(shù)整定不合適。
2.4 調節閥閥體(tǐ)故障(zhàng)
1)調(diào)節閥閥芯或閥座磨損(介質的衝刷、鐵鏽、焊渣等髒物的劃傷磨損),卡澀(介(jiè)質中(zhōng)的各種雜質堵塞(sāi)),密封不嚴(密封環磨損(sǔn)),導致閥全關時介質依然過(guò)量,無法控製。
2)調節閥盤根壓(yā)得(dé)過(guò)緊或過鬆,過緊使調節閥閥杆動作(zuò)遲緩或(huò)跳躍,過鬆會使介質泄露,若是重(chóng)油很有可能(néng)燃燒,造成很大的事故。
3)調節閥安裝時(shí)管道與(yǔ)閥體不同心,使調節閥受附加應力過大(dà),造(zào)成振(zhèn)蕩,不能全開或(huò)全關等(děng)。
4)調節閥(fá)閥杆與連接件(jiàn)固定(dìng)螺(luó)母鬆動,閥杆與閥(fá)芯不同心,導致閥關不死(sǐ),所受應力(lì)增大,導致閥杆高頻(pín)振蕩,甚至斷裂。
5)調節閥(fá)膜頭故障,由於膜(mó)片(piàn)長時間使用,老化變質,彈性變(biàn)小(xiǎo),密封性(xìng)變差,膜片漏氣,壓縮彈簧(huáng)老化,彈性變小,斷裂,導致(zhì)調節閥不(bú)能全開全(quán)關甚(shèn)至失去控製(zhì)。
6)調(diào)節閥閥芯脫(tuō)落、閥芯(xīn)與閥座卡死(sǐ)、閥杆彎曲或(huò)折斷會導致調節閥動作正常,但是起(qǐ)不到(dào)調節作用(yòng)。
2.5 調節閥應用工況與原設計工況不符導致的故障
1)由於設計院給的設(shè)計參數(閥體的材質、填料(liào)的形式、調節閥的流開(kāi)與流閉、流量特性的選擇及使用時(shí)的(de)開(kāi)度(dù)等)與現場實際(jì)不(bú)符出現故障。
2)由(yóu)於工藝介質(zhì)的變化,導致調節閥(fá)的工況滿足不了實際工況而造成故障。
3)流(liú)體流經調節(jiē)閥時(shí)產生嚴重的閃蒸(液體流過調節閥的節流口時,速度上升,壓力(lì)下(xià)降,降到液體在該工(gōng)況下的飽(bǎo)和蒸汽(qì)壓Pv時,便會汽化(huà),分解出(chū)氣體(tǐ)形成兩相流(liú)動)、空化(huà)(節流(liú)後,速度下降(jiàng),壓力(lì)回升,當壓力的恢複超(chāo)過Pv時,不再繼續汽化,同時液體中的氣泡將還原為(wéi)液體(tǐ),這時氣泡破(pò)裂,產生(shēng)較強的壓力(lì)衝擊波)、氣蝕(由於氣泡破裂產(chǎn)生的衝擊力(lì)極(jí)大,會嚴重地衝擊損傷閥(fá)芯、閥座(zuò)表麵(miàn),特別是密(mì)封麵處,會產生蜂窩狀(zhuàng)的損壞(huài)),造(zào)成調節閥的振蕩(dàng),材質的損壞及較大的噪聲。
4)現場有振動源(管道或基(jī)座),會導致(zhì)調節閥接(jiē)線(xiàn)鬆動,固定(dìng)螺(luó)母(mǔ)鬆(sōng)動甚至導(dǎo)致調節閥振(zhèn)蕩。
5)調節閥流通能力Cv值選得過大,經常(cháng)在小開度下工(gōng)作,介質對閥芯閥座的衝刷及流量特性均受很大(dà)影響,使調節閥振蕩。
6)調(diào)節閥流向裝反,導致流開與流閉的形(xíng)式反向,不僅(jǐn)會影響調節閥的流量(liàng)特(tè)性,還有可能使閥前後壓差過大,使(shǐ)閥(fá)開關所需(xū)的力增大(dà),甚至導致閥杆斷裂。
7)調節閥在使用過程中,由於介質的壓力波動,閥芯相對於導向麵(miàn)作橫向運動(若閥芯與閥座間(jiān)間隙較大(dà),振動更加強烈),一般會產生頻率小於1500Hz的振動,當其頻率(lǜ)與調節閥的固有頻(pín)率相(xiàng)接近(jìn)甚至相同時會產生共振,這種工況下(xià)的調節閥會產生嘯叫現象,以及(jí)極大的破壞力。
8)調(diào)節閥壓縮彈簧剛度不足,預緊(jǐn)力不夠也會導致(zhì)調(diào)節閥振蕩。
9)當介質內(nèi)含(hán)有雜質、異(yì)物(wù)卡在閥芯閥(fá)座處,會導致調節(jiē)閥關不死,泄漏(lòu)量(liàng)增大。
10)由(yóu)於(yú)介質高溫高壓(一般高於200℃),盤根會出現(xiàn)泄漏,而(ér)且填料壓(yā)蓋又不能壓得太(tài)緊,如果(guǒ)緊固解決不了,就必須(xū)更換(huàn),例如(rú)常減(jiǎn)壓裝置的重油一旦泄漏,很容(róng)易發生事(shì)故。
11)調節(jiē)閥閥蓋(gài)法蘭泄漏和閥體出(chū)現砂眼也會(huì)造成調(diào)節閥的(de)外漏(lòu),外漏所(suǒ)造成的影響要(yào)比(bǐ)內(nèi)漏更加嚴重。
解決及(jí)改進方案:
1)改變閥芯的流量特(tè)性
調節閥一般在開度相對(duì)較低的(de)時(shí)候發(fā)生振(zhèn)動,采用改(gǎi)變調(diào)節閥流(liú)量特性的(de)方法可以消除振動(dòng)。如把快(kuài)開(kāi)特性改成直線特性、直(zhí)線特性改(gǎi)成等(děng)百分比特(tè)性、等百分比特性改成雙曲線特性,可以在(zài)調節閥流量不變的(de)情況下增大閥(fá)門的開度,從而可以避免調(diào)節閥在小開(kāi)度下工作(zuò),有效(xiào)地(dì)防止調節閥振動的發(fā)生。
2)改變安裝方向
改變閥門流向,由側進底出改為底進側出,即將(jiāng)流閉閥(fá)改成流(liú)開閥,通過改變流向消除振動現象,增加閥(fá)門運行穩(wěn)定性(xìng)。
3)改變閥門結構
由ASB拋物(wù)線型平(píng)衡式閥內件(jiàn)改為ABM籠(lóng)式(shì)平衡式閥內件,介質流(liú)經閥芯流量孔後通過(guò)互相碰撞降低流速(sù)及消耗掉(diào)部分(fèn)能量(liàng),達到閥門(mén)的穩定運(yùn)行。
常二(èr)線控製閥(fá)101-FV-03302震蕩(dàng)
現場調(diào)節閥最常見的故障就是震蕩,調節閥的波動過大會影響工藝操作平穩,產品質量不合格,甚至引起事故。震蕩現(xiàn)象雖然十分普遍(biàn),但引起震蕩(dàng)的原因很多,故根據(jù)2013年12月13日常二線控製閥101-FV-03302的典型故(gù)障,總結出一個常規(guī)的分析解決方案,方法如下:
首(shǒu)先檢查(chá)氣路環節(jiē),即檢查風壓是否達到要求,風線接頭處是否漏氣,定位器是否漏氣(qì)等。具(jù)體(tǐ)步驟為:將其打到手(shǒu)動(dòng)狀態,使(shǐ)閥開(kāi)到一定開(kāi)度,觀察閥位是否變化,其上麵的(de)小風表(biǎo)也會有靈(líng)敏(mǐn)的變化,可據此判(pàn)斷(duàn)定位器(qì)環節是否漏氣,若閥杆與(yǔ)膜頭連接處(chù)漏風,則說明膜片破損。經檢(jiǎn)查後,發現定(dìng)位器進氣模(mó)塊處漏風,隨(suí)後進行密封處理,漏氣現象消除,但閥還是震蕩,於是對調節(jiē)閥進行自整定,看自(zì)整(zhěng)定能否(fǒu)消除震蕩現象。整(zhěng)定完後調節閥仍(réng)然震蕩,於是在此基礎上對其(qí)進行參數的調整以達到較(jiào)快(kuài)解決(jué)問(wèn)題的(de)目的。定位器中包含有PID參數,故而它也相當於一個調節器,因此對參數的(de)調整會相對(duì)煩(fán)瑣(suǒ)一(yī)些(xiē),解決(jué)閥震蕩的參數隻要有以下幾項:
1)將運行模式(shì)從“1.0自適應控製方式”下(xià)切(qiē)換到“1.1固定控(kòng)製方(fāng)式”,觀察震蕩(dàng)現(xiàn)象是否減(jiǎn)小或(huò)消除,若無減小或消(xiāo)除,則(zé)進行下一步設置(zhì)。
2) 調整“P1.2容差(chà)帶”,定位(wèi)器的容差帶缺省設置在0.68%,而(ér)針對震蕩的閥則應適當增大其(qí)容差(chà)帶,但(dàn)保證容差帶(dài)總(zǒng)是比死區大(dà)0.2%以上(shàng)。
3) P7.0與P7.1是開向與關向放(fàng)大比(bǐ)例,數(shù)值較高,控製速度快,但同時影響穩定性(xìng),數(shù)值(zhí)太大(dà)將會引起波動。
4) P7.2與(yǔ)P7.3是開(kāi)向與關向積(jī)分時間,數值較(jiào)高,控製(zhì)速(sù)度快,但同時影響閥位(wèi)精度。
5) P7.4與P7.5是開向(xiàng)與(yǔ)關向微分,使(shǐ)調節(jiē)閥的(de)閥杆(gǎn)提(tí)前啟動(dòng)和(hé)製(zhì)動,但數值過大,會降低其抗(kàng)幹(gàn)擾能力。
6) P7.6與P7.7是(shì)開向與關向(xiàng)偏移量,數值大了(le),會引(yǐn)起波動,數(shù)值小了,動(dòng)作速度慢(注:ABB定位器P7組態菜單(dān)中的各個(gè)項目主要是調節PID參數,根據調節閥(fá)具體的(de)震蕩形式、開關閥的具體情況要進行針對性的設定)。
7)經(jīng)過以上的(de)參數調整,閥不再震蕩後(hòu),即可保存修(xiū)改(gǎi)參數,將調節閥(fá)投用。若震蕩現象沒(méi)有得(dé)到減小或(huò)效果不明顯,可(kě)將定(dìng)位器中的IP模(mó)塊進(jìn)行專項檢查,看是否出現進水受潮或電路(lù)問題,若無法維修,可以試著(zhe)更換新的定位(wèi)器解決此問題。
4 調(diào)節閥的(de)日常維護
為了降低(dī)調節閥(fá)出現故障的概率,日常對(duì)其進行(háng)的維護保養工(gōng)作也尤為重要,羅列(liè)出下麵幾項措施(shī):
1)定位器、減壓閥定期排(pái)汙(油、水)。
2)檢查反饋杆(gǎn)是否鬆動與脫(tuō)落。
3)檢查附件各壓力表是否損(sǔn)壞,氣源壓力是否符合調(diào)節閥銘牌(pái)上的額定值(zhí)。
4)檢查調節閥膜頭是否漏氣,氣源管是否破裂、漏氣。
5)檢查調節閥上下膜蓋上排氣孔是否堵(dǔ)塞(氣開式有進雨水的可能)。
6)檢查調節閥的填料是否有泄漏。
7)檢查調(diào)節閥的上(shàng)閥蓋與閥體接觸麵是否泄(xiè)漏。
8)檢查(chá)進線口是否密封,各螺栓連(lián)接件部分(fèn)是否鏽蝕,是(shì)否需要防腐。
9)檢(jiǎn)查調節閥的手輪是否處於自動(dòng)位(wèi)置,未(wèi)處(chù)於自動位置的是(shì)否(fǒu)屬於限位,是否有記錄。
10)保持調節(jiē)閥的整體衛生清潔。
11)防水,閥(fá)門要做(zuò)防雨(yǔ)罩。
12)檢查閥門的(de)固定(dìng)是否牢固,是否有振動。
13)檢查機械齒輪是否(fǒu)有卡的現象,要定期潤滑保養。
14)檢查反饋(kuì)杆等(děng)運動部分(fèn)要定期潤滑,保證靈(líng)活可靠。
5 結論
調節(jiē)閥是自動控製係統中(zhōng)一個重要(yào)環(huán)節,其(qí)運行情況的準確、穩定直接(jiē)影響控(kòng)製係統的(de)控製質量。因此,做好調(diào)節閥日常巡檢和維護(hù)保養工作,可大幅度提高調節閥使用的平穩率(lǜ),當出現故障時,能做好原因分(fèn)析、製定(dìng)解決方案、事後(hòu)總結等一係(xì)列工作,對自(zì)己的儀(yí)表(biǎo)水平是一(yī)種(zhǒng)提升(shēng),更是為生產的(de)平(píng)穩操作保駕護航(háng)。