氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的工作特性及故障分析

李磊

摘 要：氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥主要用于調(diào)節(jié)工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域中的介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，得到了廣泛的應(yīng)用，在穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制、維護(hù)等方面起著舉足輕重的作用，本文對(duì)調(diào)節(jié)閥的選型、安裝及維護(hù)加以介紹。

關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥；選型；安裝；維護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.184

0 引言

我所工作的濟(jì)南濟(jì)南圣泉集團(tuán)是一家立足于玉米芯等植物秸稈綜合利用深加工，及各種生物質(zhì)能源、生物質(zhì)化工產(chǎn)品的大型集團(tuán)。我所在的計(jì)量科負(fù)責(zé)整個(gè)集團(tuán)的儀器儀表的安裝及維護(hù)，公司的自動(dòng)化程度越來(lái)越先進(jìn)，在DCS、PLC系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，近10年的儀表工作實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，以下文章對(duì)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的工作特性以及故障做出自己科學(xué)、準(zhǔn)確的分析。

1 前言

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)用來(lái)調(diào)節(jié)各種介質(zhì)溫度、液位、流量和壓力的裝置，它的工作正常與否直接關(guān)系整個(gè)裝置的生產(chǎn)能否正常。由于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，工作環(huán)境常處于高溫高壓、潮濕、粉塵、易燃易爆等惡劣條件。為保證調(diào)節(jié)閥的正常工作，其選型、安裝和維護(hù)都十分重要。

2 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的工作原理及調(diào)節(jié)閥的選型與安裝

（1）氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥工作原理：當(dāng)氣室輸入了0.02～0.30MPa信號(hào)壓力之后，薄膜推動(dòng)推力盤(pán)向上（下）移動(dòng)，壓縮彈簧，帶動(dòng)推桿、閥桿和閥芯向上（下）移動(dòng)，使閥芯離開(kāi)閥座，從而保持壓縮空氣流通。當(dāng)信號(hào)壓力保持一個(gè)定值時(shí)，閥門(mén)就維持在一定的開(kāi)度上。

（2）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型與安裝。1）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型：合理的選型是可以使日后的維修率大大減少，通常要考慮其工藝條件，根據(jù)介質(zhì)選擇其閥體的材質(zhì)；通過(guò)工藝參數(shù)選擇閥門(mén)的口徑；根據(jù)工藝對(duì)象特性，選擇合適的流量特性；為了確保安全，選擇氣開(kāi)閥還是氣關(guān)閥等等。就安全方面選型，以我公司為例，我公司在反應(yīng)釜的生產(chǎn)過(guò)程中，蒸汽管路需要用氣開(kāi)閥，這樣在氣路或電路出現(xiàn)異常情況下，蒸汽管路閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉；循環(huán)水管路需要用氣關(guān)閥，在氣路或電路出現(xiàn)異常情況下，循環(huán)水管路閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。2）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝：調(diào)節(jié)閥的安裝必須確保安全性和使用性，易于操作和維護(hù)等。調(diào)節(jié)閥在安裝時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a、調(diào)節(jié)閥安裝之前的檢驗(yàn)；b、調(diào)節(jié)閥在安裝前應(yīng)徹底清洗管道系統(tǒng)，將污物和焊渣排除干凈，以免調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行時(shí)發(fā)生卡住現(xiàn)象；c、調(diào)節(jié)閥通常應(yīng)垂直安裝（特殊要求除外）；d、安裝時(shí)，閥體上箭頭方向與介質(zhì)流向必須一致。

（3）閥門(mén)定位器：閥門(mén)定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要附件，它與氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用，為了適應(yīng)公司自動(dòng)化程度的不斷提高，我們通常選用智能閥門(mén)定位器。

3 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的故障分析

3.1 氣源故障

（1）壓縮空氣中帶水，導(dǎo)致定位器模塊進(jìn)水，損壞模塊。我公司氣源帶水是老問(wèn)題了，水隨著氣源管道進(jìn)入智能閥門(mén)定位器里，直接導(dǎo)致線路板燒壞。所以說(shuō)，氣源是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥中最關(guān)鍵的一部分。（2）油水分離器故障：由于油水分離器處于長(zhǎng)期使用，油物很多，氣源壓力過(guò)大，分離器漏氣或損壞，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動(dòng)作緩慢，甚至不動(dòng)作。（3）氣源銅管損壞，因氣源中長(zhǎng)時(shí)間帶水，銅管中形成水銹，導(dǎo)致銅管堵塞。

3.2 電源故障

（1）由于接線失誤，接線處進(jìn)水或受潮等原因，使電源接線處短路。先確定現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有無(wú)4～20mA信號(hào)，如果有檢查其他問(wèn)題，如果沒(méi)有檢查DCS機(jī)柜信號(hào)的輸出。（2）電源線接頭處故障。電源線接頭受外力的拉拽、環(huán)境的振動(dòng)，接頭處進(jìn)水以及絕緣膠布失效絕緣性能等原因是電源線接頭松動(dòng)或斷開(kāi)，致使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作異常，不能全開(kāi)全關(guān)甚至不動(dòng)作。在實(shí)際工作中，電源線接頭在所難免，接頭處很有必要做好防水、絕緣措施。

3.3 閥門(mén)定位器故障

以智能閥門(mén)定位器為例：最常見(jiàn)的故障是反饋桿松動(dòng)或脫落。其次就是信號(hào)遷移，導(dǎo)致DCS輸出信號(hào)與實(shí)際閥位不一致，這是我們就需要重新整定一下定位器即可。

4 電氣轉(zhuǎn)換器故障

（1）節(jié)流孔堵塞氣源。內(nèi)臟污堵塞節(jié)流小孔，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作。（2）零點(diǎn)、量程不準(zhǔn)。由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)、溫度變化等原因使轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)的零點(diǎn)、量程不準(zhǔn)。致使調(diào)節(jié)閥不能全開(kāi)全關(guān)。在對(duì)轉(zhuǎn)換器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校中首先應(yīng)保證轉(zhuǎn)換器信號(hào)小表指示準(zhǔn)確。平常的巡檢工作中應(yīng)對(duì)信號(hào)小表進(jìn)行維護(hù)。

5 調(diào)節(jié)閥故障

（1）氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥薄膜片損壞。導(dǎo)致這種原因有兩種：一是氣源壓力過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作導(dǎo)致膜片磨損損壞；二是膜片使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致膜片老化變質(zhì)，造成裂縫。工作過(guò)程中，我更換氣動(dòng)薄膜片很多次，大部分原因是氣源壓力過(guò)大，導(dǎo)致氣動(dòng)薄膜片損壞，但有可能是膜片質(zhì)量本身的問(wèn)題。判斷膜片是否漏氣，從膜頭處檢查是否有漏氣現(xiàn)象。（2）閥體內(nèi)漏。閥芯受到介質(zhì)的嚴(yán)重腐蝕，或是閥芯受介質(zhì)中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產(chǎn)生的傷痕。有條件的最好更換新閥芯。（3）調(diào)節(jié)閥盤(pán)根老化。介質(zhì)的高溫高壓使調(diào)節(jié)閥的盤(pán)根老化，加大了對(duì)閥桿的摩擦力。其次由于閥桿的頻繁動(dòng)作使盤(pán)根的密封性變差使介質(zhì)外漏。所以在日常維護(hù)中應(yīng)該定期增加潤(rùn)滑油，延長(zhǎng)其使用壽命，使閥桿與盤(pán)根的摩擦力降低。（4）閥桿與連接件由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)致使其松動(dòng)或脫落。在日常維護(hù)工作中要加強(qiáng)巡檢力度。實(shí)際工作中，類(lèi)似脫落現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，維修過(guò)程中，要多考慮這方面問(wèn)題，提高維修效率。（5）閥座受到介質(zhì)中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產(chǎn)生傷痕，或是介質(zhì)的腐蝕，破壞了閥座與閥體間的密封。應(yīng)取出閥座更換密封墊片，嚴(yán)重的應(yīng)該更換新閥。（6）閥內(nèi)有焊渣、鐵銹、渣子等雜物堵塞，使調(diào)節(jié)閥卡主關(guān)不到底，應(yīng)拆卸調(diào)節(jié)閥進(jìn)行雜物清理，清理的同時(shí)觀察閥芯閥座是否有劃傷磨損現(xiàn)象。

對(duì)于氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的故障分析我列舉了幾點(diǎn)主要的故障現(xiàn)象，當(dāng)然在我們的實(shí)際工作中還會(huì)遇到許多各種各樣的故障現(xiàn)象，這就要求我們?cè)诠ぷ髦姓J(rèn)真的分析和總結(jié)。

6 結(jié)束語(yǔ)

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥是化工企業(yè)應(yīng)用最廣泛的儀表之一，是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它的正常工作，對(duì)車(chē)間生產(chǎn)的正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)有著重大的意義。因此，正確的對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行選型、安裝、維護(hù)，才能確保氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中能夠長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。