淺談氣動調節閥運行中的常見故障及處理

劉同玲 鮑春榮 張璟 王秀紅 邢河寧

摘要：氣動調節閥是聯合站庫調控分水器的主要閥門，是分水器生產自動化的主要組成部分。本文主要介紹了氣動閥工作原理、日常維護及常見故障，并對常見故障提供解決方案。

關鍵詞：氣動閥門；工作原理；故障分析；巡檢注意

氣動閥門具有結構簡單，易維護，動作過程中因氣體本身的緩沖特性，不易因卡住而損壞的優勢。可是由于受氣源及室外溫度等因素的影響，氣動調節閥運行中也會出現故障。以下就以運行中的常見故障展開分析討論。

1.氣動閥工作原理

圖1為氣動調節閥內部結構圖，其原理就是以壓縮空氣為動力源，接收崗位工業自動化控制信號及計算機的遠程控制，以氣體壓縮彈簧，并推動推桿向下移動，來控制閥芯開關，實現開關量或比例式調節。氣動調節閥的特點是控制簡單、反應迅速且本質安全，不需要其他防爆措施。

氣動調節閥動作分氣開型和氣關型兩種。氣開型（Air to open）是當空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上限時，閥門處于全開狀態。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關閉方向動作，在沒有輸入空氣時閥門全閉。所以有時氣開型閥門又稱故障關閉型。（Fail to Close FC）氣關型（Air to close）動作方向正好與氣開型相反。我單位采用氣關型閥門。是當空氣壓力增加時，閥門向關閉方向動作，當空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故氣關閥又叫故障開啟型氣動閥（Fail to Open FO）。

我站3#出油氣動調節閥工作運行時根據分水器油位、水位信號，通過工控機自動調節出油閥開度，當自動調節系統出現故障時，可切換為計算機遠程手動開度調節，不出現氣管線跑油、油管線竄氣，確保分水器正常運行。

2.運行中常見故障與分析

根據國際電工委員會（IEC）對調節閥（國外叫做控制閥Control Value）的定義，調節閥由執行機構和閥體部件兩部分，即

其中執行機構故障約占常見故障的80%，閥體部件故障主要是由于閥桿、閥座的機械故障，發生率較低。常見故障現象主要有：

2.1氣動調節閥不能動作

2.2氣動調節閥動作遲鈍

2.3氣動調節閥外漏

2.4定位器故障

3.故障分析

3.1氣動調節閥不能動作

氣動調節閥不能動作是常見故障中最多發的。故障現象及原因如下：

3.1.1.無信號、無氣源。

①氣源未開，②由于氣源含水在冬季結冰，導致風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈，③壓縮機故障；④氣源總管泄漏。

3.1.2.有氣源，無信號。

①調節器故障，②信號管泄漏；③定位器波紋管漏氣；④調節網膜片損壞。

3.1.3.定位器無氣源。

①過濾器堵塞；②減壓閥故障I③管道泄漏或堵塞。

3.1.4.定位器有氣源，無輸出。

定位器的節流孔堵塞。

3.1.5.有信號、無動作。

①閥芯脫落，②閥芯與與閥座卡死；③閥桿彎曲或折斷；④閥座閥芯凍結或焦塊污物；⑤執行機構彈簧因長期不用而銹死。

3.2氣動調節閥動作遲鈍

在系統的運行過程中，閥桿的正常工作是關鍵關節，但是由于長時間沒有合理維護或者清洗等原因，閥桿容易發生動作遲鈍現象。常見的有閥桿往復行程遲鈍與單方向行程遲鈍兩種故障現象。當閥體內有泥漿或顆粒性大的物質，容易產生堵塞或結焦現象，會影響往復行程的流利性，針對這種，故障可在閥前安裝管道過濾器，并定期沖刷清洗或增大節流間隙，也可將直通閥門改為角形閥門，從而使閥桿運行更加順暢。如果閥門中的四氟填料由于長時間的使用而硬化變質，需要更換填料。如果閥門中的閥桿只在某單方向行程中動作遲鈍，則考慮閥門氣室中薄膜破損漏氣，從而導致輸出力達不到要求，而引起閥桿動作遲鈍，這時應及時更換薄膜。導致動作遲鈍的原因還有閥桿單程定位器與氣室連接管線漏氣或氣源壓力不足等，如果定位器的輸出壓力不足，則應增加氣源壓力，然后連接好氣源管線，并進一步地檢查定位器。

3.3氣動調節閥外漏

對調節閥出現外漏情形，如果調節閥經常在低溫環境中工作且其填料未使用密封油脂的，可以考慮增加密封油脂，如果條件許可時，可將其密封填料取出換成新的油脂填料，提高閥桿密封性能。在裝備或裝置的大修時，及時的增加填料盒中的填料，以延長調節閥的有效工作時間。對于調節閥工作溫度波動大、工作環境變化幅度大情形，使用四氟填料進行填充的，如果密封性能下降快。還可以考慮更換為石墨填料，由于石墨填料柔軟，使用壽命長。

3.4定位器故障

在儀表的工作過程中，由于一些原因導致放大器不能正常工作或儀表不能正常顯示工作狀態，會導致閥門定位器無輸出現象。這種故障的原因很多，應根據具體故障根源進行維修和處理。如果恒節流孔堵塞或恒節流中的“O”型圈損壞，則會引起氣動放大器背壓室沒有壓力或者壓力很小，從而導致放大器不工作，氣源無法輸出，這時可疏通節流孔，更換“O”型圈。如果噴嘴擋板長時間沒有清洗，噴嘴擋板表面不清潔，或者噴嘴安裝不規范，導致噴嘴、擋板不能正常使用，從而使得節流孔及背壓室中氣壓達不到要求，氣動放大器也就不能正常工作，針對這種故障，可以清洗擋板，正確安裝噴嘴。

4.巡檢注意事項

針對常見故障發生原因，在日常巡檢中注意調節閥的運行情況，檢查閥位指示器和調節器輸出是否吻合；定期對氣動調節閥檢查氣源和減壓閥有無泄露，發現問題及時處理；應經常保持調節閥的衛生以及各部件完整好用。定期檢查起源干燥處理裝置是否運行正常，春秋季節加強氣動閥進口段的放空，防止氣體中余液的聚集。

參考文獻：

[1]正英 《氣動調節閥常見故障及原理分析》科技信息（期刊論文），2013（16）

[2]魯振甫 《淺析氣動調節閥的選型》中國化工貿易 2014 6（21）