氣動調節閥常見故障解析

摘 要：氣動調節閥是化工企業廣泛使用的儀表之一。它準確正常地工作對保證工藝裝置的正常運行和安全生產有著重要的意義。隨著企業自動化程度的逐步提高，集散控制系統（DCS）以及其它智能型儀表在自動化領域中的應用已越來越普遍，通過計算機的優化控制，將使生產取得最大效益。而在優化的同時也使控制系統的主要故障集中于調節系統的終端執行裝置即調節閥上，調節閥在控制流體流量的工作過程中，接受控制操作信號，按控制規律實現對流量的調節。它的動作靈敏與否，直接關系著整個控制系統的質量。因它直接與工藝介質接觸， 其性能直接影響系統質量和環境污染， 所以必須重視調節閥的故障判斷，以便更好更快的解決生產控制問題。

關鍵詞：氣動調節閥;故障解析;氣開;氣關

1 工作原理

氣動調節閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執行器，并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門，實現開關量或比例式調節，接收工業自動化控制系統的控制信號來完成調節管道介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質安全，不需另外再采取防爆措施。

2 氣動調節閥的結構及分類

根據不同的使用要求，調節閥具有不同的結構，在實際生產中應用較廣的主要有直通雙座調節閥、直通單座調節閥、角型調節閥、高壓調節閥、隔膜閥、蝶閥、球閥、凸輪撓曲閥、套筒調節閥、三通調節閥和小流量調節閥等。[1]

氣動調節閥按動作分氣開型和氣關型兩種。氣開型（Air to Open）是當膜頭上空氣壓力增加時，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。故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。當空氣壓力增加時，閥門向關閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型（Fail to Open FO）。氣動調節閥的氣開或氣關，通常是通過執行機構的正反作用和閥態結構的不同組裝方式實現。

3 常見故障及產生的原因

3.1氣源系統故障

儀表風線堵塞。由于球閥在儀表分支風線末端有節流作用，風線中贓物在此處易堆積堵塞。致使儀表風壓過低，調節閥不能全開全關，甚至調節閥不動作。

空氣過濾減壓閥故障。空氣過濾減壓閥長時間使用贓物太多，減壓閥漏風，減壓閥設定輸出壓力過底，使輸出的儀表風壓小于規定的壓力。致使調節閥動作遲緩，不能全開全關甚至不動作。

儀表風系統故障?？諌赫井惓?，裝置凈化風罐異常，切水不及時使風線結冰，儀表風線漏風或被贓物堵死，造成裝置儀表風壓過低甚至無風。

3.2電源系統故障

電源線接線端子處松動，短路，脫落，極性接反故障。由于現場振動，接線不牢造成接線松動或灰塵太多造成接觸不良使控制室到達現場的信號時有時無，致使調節閥動作混亂產生調節振蕩。由于接線失誤，設備進水或受潮等原因使電源線接線處短路從而使調節閥接受到的信號比調節器的信號便低，造成調節閥不能全開全關。脫落及極性接反調節閥不動作。極性接反常發生于安裝新表，從新接線，裝置大修等情況。

電源線中間接頭或中間受傷處故障。電源線受環境的振動、外力的拉扯，絕緣膠帶失效絕緣性能下降及接頭進水高溫烘烤等原因使電源線接頭松動或似斷非斷，電源線之間短路或對地短路，接線頭或電源線斷裂。致使調節閥動作不連續，不能全開全關，不動作。在維修過程中電源線中間接頭接反，造成調節閥不動作。

3.3閥門定位器故障

反饋桿故障。反饋桿緊固螺母松動甚至脫落，造成反饋桿松動、歪斜、與固定件卡碰、脫落。使調節閥動作遲緩，波動頻繁，調節閥限位甚至失去控制。定位器固定不牢發生歪斜松動，影響反饋桿的活動，造成卡碰現象使調節閥限位。反饋板上的限位彈簧脫落，或反饋桿從中脫出，造成反饋桿與反饋板接觸不良，產生滯后，造成調節閥動作頻繁。使被控參數難以穩定特別在調節閥動作要求準確的溫度控制中產生較大影響

定位器調校不好。調校中中間位置沒有找好，手動輸出時調節閥沒有去開全關，氣開氣關選擇不對等。使調節閥不能全開全關，造成泄漏量大，限位等現象。

由于智能定位器的調校復雜，時間長，而且需要多次全開全關，對工藝波動大，因此調校時應把調節閥切出，特別是在調?？刂茰囟鹊恼{節閥一定要離線調整。

3.4調節閥故障

a、調節閥漏量大，調節閥全關時閥芯與閥座之間有空隙，造成閥全關時介質的流量大，被控參數難以穩定。

在調節閥調校中調節閥行程調節不當或閥芯長時間使用造成閥芯頭部磨損腐蝕。通常向下調節閥桿減小空隙達到減少泄漏的目的。

閥芯周圍受到介質的腐蝕比較嚴重，閥芯受介質中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產生傷痕。應取出閥芯進行研磨，嚴重的應該更換新閥芯。

閥座受到介質的腐蝕比較嚴重，或介質中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產生傷痕，閥座與閥體間的密封被破壞。應取出閥座進行研磨，更換密封墊片，嚴重的應該更換新閥。

閥內有焊渣、鐵銹、渣子等贓物堵塞，使調節閥不能全關，應拆卸調節閥進行清洗，同時觀察閥芯閥座是否有劃傷磨損現象。

套筒閥閥芯與閥座間的密封墊片損壞，碟閥的密封圈損壞使調節閥全關時節流間隙比較大。

b、調節閥盤根故障。閥桿與盤根間的摩擦力使調節閥小信號難以動作，大信號跳躍振動，造成調節過程中調節閥波動較大，參數難以穩定。摩擦力大時造成調節閥單向動作甚至不動。日常維護中應該定期增加潤滑油或潤滑脂，盤根老化嚴重，泄露嚴重的應該更換盤根。

被調介質的高溫高壓使調節閥的盤根膨脹老化加大對閥桿的摩擦力;

由于閥桿的頻繁動作使盤根的密封性變差使介質外漏，若介質是高粘介質會附著在閥桿上加大了摩擦力，同時外泄介質受冷凝固更加增大了摩擦力;

在處理盤根泄漏時盤根壓板太緊增大了閥桿的摩擦力;

調節閥安裝管道前后管線不同心，使調節閥有應力且附加到閥桿上致使閥桿與盤根的摩擦力加大。

c、閥桿與連接件松動或脫落，由于現場震動或連接件緊固螺母松動，閥桿太靠下與連接件連接部分太少，在運行中閥桿與執行機構推桿不同步或脫落不動，影響調節閥動作甚至失靈。

d、閥座有異物卡住或堵死。管道中雜質進于閥座，損壞閥芯閥座影響調節閥動作，使漏量增大。在酸性氣、瓦斯氣的調節中氣體中的雜質在調節閥節流處逐漸沉淀堵塞調節閥。在切水閥調節中，由于介質壓力小，流速緩慢，介質中的雜質逐漸沉淀堵塞調節閥或調節閥前后的管道，使調節閥失去作用。

e、調節閥膜頭故障。調節閥的波紋膜片長時間使用老化變質，彈性變小，密閉性變差，甚至產生裂紋漏風嚴重。壓縮彈簧老化彈性系數改變，甚至斷裂。使調節閥膜頭輸出的摧桿位移發生變化，推力變小，導致調節閥調節質量變差不能全開全關甚至失去調節作用。

4 結束語

通過故障判斷，不僅可以使我們對調節閥維修有了更深刻的認識，而且開闊了我們處理問題的思路，為以后更好的為企業服務提供了很好的條件，保證生產裝置的長周期穩定運行。

參考文獻：

張毅.自動檢測技術及儀表控制系統（第三版），化學工業出版社，2012

作者簡介：

王江偉（1990-），漢，男，籍貫：河北省沙河市，學歷：大專，職稱：助理工程師，研究方向：儀表自動化，單位：北京燕化正邦設備檢修有限公司。

（北京燕化正邦設備檢修有限公司，北京 102500）