污水處理廠氣動蝶閥系統常見故障維修方法

吳一帆

（無錫市水務集團有限公司城北污水處理廠，江蘇無錫 214000）

0 引言

蝶閥又稱翻板閥，是指以關閉件（閥瓣或蝶板）為圓盤，圍繞閥軸旋轉實現開啟與關閉的一種閥，是一種結構簡單的調節閥，可用于低壓管道介質的開關控制[1]。氣動蝶閥是通過壓縮空氣與電信號控制管道開合的一種蝶閥，主要用作管道的截斷閥。與普通蝶閥相比，由于開合力度大、無需人手工操作，氣動蝶閥可以用來開合更粗且壓力更大的管道，同時氣動蝶閥還具有可以實現遠程控制的優勢，因此在污水處理廠，特別是使用MBR（Membrane Bio-Reactor，膜生物反應器）工藝的污水處理廠中，氣動蝶閥十分常見。

污水處理廠氣動蝶閥系統由多個部件組成，導致蝶閥無法正常使用的故障種類較多，需要機電維修人員或日常值班人員進行維修并更換損壞部件。一般情況下，氣動蝶閥系統中氣動執行機構與電磁閥這兩個部件損壞的頻率最高，更換也比較容易，在相關人員經驗不足的情況下，有時會先換掉這兩個部件，這樣做可能會造成兩個問題，一是更換部件后故障仍然存在；二是更換了未損壞的部件，造成資源浪費。因此，總結實際維修經驗，可以提高維修效率，同時節省備品備件費用。

1 氣動蝶閥系統功能及故障分析

污水處理廠氣動蝶閥系統最重要且直接用來開合管道的的部件是閥芯，閥芯通過氣動執行機構控制，氣動執行機構連接一個氣動指示器顯示閥芯的開合狀態，而氣動執行機構通過電磁閥開合打入來自氣瓶的壓縮空氣實現控制，電磁閥接入控制柜并通過接觸器、繼電器等或接到遠程電腦進行控制，電磁閥裝有消聲器。

圖1 電磁蝶閥系統

圖1 為電磁蝶閥系統，主要組成包括閥芯、氣動執行機構、電磁閥、連接電磁閥與氣瓶的軟管、氣動指示器、消聲器和氣瓶。

（1）氣動蝶閥的閥芯與普通蝶閥類似，主要由閥體、閥桿、蝶板和密封圈組成，是一種結構簡單的調節閥[1]，通常損壞的原因是被管道中的雜質堵住，或是由于動作力度過大，引起蝶板變形。一般來說，更換閥芯時需要將管道內的液體放光，工程量比較大，需要改動整個生產計劃，因此普通維修人員或值班人員無需親自更換，只要能及時發現閥芯損壞并上報，由上級安排時間與專業技術人員進行更換。

（2）氣動執行機構是一種以無油壓縮空氣為動力，驅動閥門或擋板動作的元件[2]，在氣動蝶閥系統中起到驅動閥芯上的閥桿，操作閥門開合的作用。為了操作精確，氣動執行機構與閥桿間夾有一枚鐵質卡銷。一般來說，造成氣動執行機構損壞的原因是滲入了來自管道或電磁閥中的液體或污泥造成銹蝕，引起動作元件卡住或被污泥堵塞。

（3）電磁閥是電磁控制的工業設備，用來控制流體的自動化基礎元件[3]。造成電磁閥閥身損壞的主要原因是氣管輸送的氣體中帶有水或其他雜質造成銹蝕，引起動作元件卡住或被堵塞。而上面的電氣部分，包括插頭和線圈，損壞的主要原因是進水引起內部線路短路。

（4）氣動指示器是顯示和傳輸氣動蝶閥狀態的元器件，里面有一個紅黃雙色的塑料圓盤顯示氣動蝶閥的開合狀態，還有簡單電路將這個狀態傳輸到配電箱或控制室。一般來說，氣動指示器損壞的原因主要有兩種，一是進水造成電路短路；二是塑料圓盤中部件斷裂，造成氣動執行機構被卡住。

（5）消聲器一般裝在電磁閥上，起到減弱電磁閥放出多余氣體時發出噪聲的作用。一般而言，消聲器的損壞不會導致氣動蝶閥失靈，但為了防止放氣時的噪聲掩蓋其他元件損壞時發出的聲音，消音器損壞后仍然應該及時更換。

（6）氣瓶是連接輸送壓縮空氣的鐵管與連接電磁閥軟管的過渡裝置。一般來說，氣瓶不會損壞，但是如果氣體過于潮濕，導致氣瓶內積水過多，電磁閥輸入氣體夾雜大量的水，會造成電磁閥或氣動執行機構銹蝕，引起其中的元件卡住。這個問題造成的氣動蝶閥系統異常最多，因此日常維護中一旦看到氣瓶中積水過多，就要及時按下氣瓶下的按鈕放水，以延長系統使用壽命。

除了這些系統部件，氣動蝶閥往往還配有控制柜，里面配有電閘、接觸器、繼電器、按鈕、急停開關、熔斷器等，這些元器件損壞的原因往往是因為進水或短路過載引起器件燒毀。

2 維修方法及注意事項

（1）如果氣動蝶閥無法啟動，應首先檢查連接電磁閥與氣瓶的軟管是否破裂或連接銅頭是否銹蝕損壞破裂，軟管破裂或銅頭銹蝕，會造成電磁閥壓力不足，氣動執行機構無法正常運行，甚至造成控制室電腦不停發送動作指令，導致控制電磁閥電路中的元器件過熱燒壞。維修人員可以用手順著軟管摸排檢查軟管，發現破裂，則在放光氣瓶中氣體后進行更換。注意，如果軟管損壞，應首先按下軟管接頭上的塑料卡扣才可進行操作，否則生拉硬拽可能損壞軟管接頭。

（2）檢查完軟管后再檢查電磁閥線圈。首先擰下電磁閥閥頭帽，用鐵質螺絲刀插入線圈中間的孔中，檢查是否有吸引力，如果沒有吸引力，說明電氣部分存在問題，再擰開插頭上的螺絲將線圈拔掉，用測電筆或多用表測量線圈插頭電壓是否正常。如果測試正常，直接更換線圈即可，否則再拆開插頭，測量電路來電電壓是否正常。如果測試正常則更換插頭，如果電路來電異常則轉到電箱或控制柜。首先檢查電箱電源來電是否正常，然后斷開相關電磁閥所對應的電閘，查看各元器件是否有明顯的燒壞或進水的痕跡，如有，則進行更換。然后檢查相關的端子排是否松動，如果松動，用螺絲刀一一擰緊，再檢查熔斷器是否損壞，如有損壞，則更換熔絲。注意，此時還要檢查氣動指示器是否存在燒壞或進水問題，因為氣動指示器中也有電源，如果其中存在短路，也有可能造成合閘失敗。

（3）檢查完電源部分之后，再檢查電磁閥閥身是否損壞。一般來說，電磁閥有一個點狀放氣按鈕，按下按鈕聽到放氣聲音，則說明閥身沒有問題，反之則說明電磁閥閥身已經損壞，需要放光氣瓶中的壓縮空氣，摘掉帽子取下電磁閥線圈，用內六角擰開螺絲，將電磁閥從氣動執行機構上拆下，再用相關備品，按原樣裝回氣動執行機構，最后打開氣瓶上的閥門，調回原來的壓力即可。注意，電磁閥與氣動執行機構相連的兩個孔上一般會有一個橡膠圈和一個鐵質擋片，安裝時一定不能遺漏，否則會導致電磁閥漏氣，無法控制氣動執行機構。安裝鐵質擋片時一定要將開口端對準可以看到電磁閥操作桿的一端，否則擋片會擋住壓縮空氣，電磁閥仍舊無法正常運行。

（4）排查完電磁閥問題之后，如果氣動蝶閥系統仍然無法正常運行，就需要檢查氣動執行機構。再次關閉氣瓶上的閥門，擰下電磁閥，拆除氣動指示器，再用大號扳手或管鉗扳動氣動執行機構的轉軸，如果能撥動，說明氣動執行機構與閥芯未損壞，需要更換氣動指示器。將氣動指示器外殼打開，記錄內部線號和線色與對應的樁頭編號，拆下對應接線，用同型號的指示器按原樣接好電路，再裝回氣動執行機構，即可恢復正常運行，否則說明問題出在氣動執行機構或閥芯上。用扳手擰掉連接閥芯與氣動執行機構的連接螺絲，用力扭動氣動執行機構，并向外拉拽，使其逐步脫離閥芯上的閥桿，直接用大號扳手或管鉗扳動閥桿，如能夠扳動，說明閥芯沒有問題，問題出在氣動執行器，否則需要聯系上級部門停工更換閥芯。如果問題出在氣動執行機構，則需要更換執行機構。首先選擇同型號執行機構，否則有可能造成氣動執行機構無法套上閥桿；其次要將氣動執行機構上的操作桿撥到與閥桿對應的狀態，以實現裝回閥桿時氣動執行器處在一個正確的位置；然后邊扭動邊向內推動氣動執行器，直到閥桿完全插到執行器中為止；然后再將固定螺絲裝回執行機構；最后裝上電磁閥與氣動指示器即可完成更換。注意，在安裝固定螺絲時要沿對角線的方向緊固，以保證牢固程度，同時閥桿與氣動執行機構間一般有一枚定位卡銷，拆裝氣動執行機構時要防止其脫落，如果脫落要及時裝回閥桿，以保證氣動執行機構操作的準確度。

3 小結

總結維修氣動蝶閥系統遇到的問題和維修操作方法，對于新入職的機電維修人員與經驗不足的日常值班人員而言，掌握這些可以排除氣動蝶閥的絕大部分故障，需要注意的是在故障維修時切忌驚慌，維修時對疑似損壞元器件先換為主，同時還要注意的是，氣動執行機構往往比較重，檢查與拆除時要防止其掉落砸傷人，同時在維修電箱內元器件前需要斷電，避免引起觸電事故。