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氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥常見故障有哪些？如何處理？具體有哪些方法？
發(fā)布于：2019/7/19 9:07:56 點(diǎn)擊量：304
氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥如何處理故障？具體有哪些方法？杜伯拉閥門分享一篇文章：
現(xiàn)狀調(diào)查：在純堿生產(chǎn)過程中，由于氨鹽水有嚴(yán)重的腐蝕性，碳酸氫銨在攝氏25℃以下易結(jié)晶的性質(zhì)，使調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中因閥體內(nèi)壁結(jié)疤、結(jié)晶、結(jié)垢導(dǎo)致閥卡、不動(dòng)作或動(dòng)作遲鈍，使系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的現(xiàn)象比較普遍，占調(diào)節(jié)閥故障總數(shù)的50%，給生產(chǎn)造成的影響較大；由調(diào)節(jié)閥填料老化、變硬導(dǎo)致閥動(dòng)作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達(dá)20%；由于膜片損壞漏氣或硬芯碎裂導(dǎo)致閥不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象達(dá)10%；由于定位器、減壓閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等腐蝕導(dǎo)致閥門故障的現(xiàn)象占10%；其它原因?qū)е抡{(diào)節(jié)閥故障的概率占10%。
1 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥組件及工作原理
工作原理：當(dāng)氣室輸入了0.02～0.10MPa信號(hào)壓力之后，薄膜產(chǎn)生推力，使推力盤向下移動(dòng)，壓縮彈簧，帶動(dòng)推桿、閥桿、閥芯向下移動(dòng)，閥芯離開了閥座，從而使壓縮空氣流通。當(dāng)信號(hào)壓力維持一定時(shí)，閥門就維持在一定的開度上。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，集散控制系統(tǒng)（DCS）的控制信號(hào)來(lái)完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。
2 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的分類
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型（Air to Open）是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí)，閥門向增加開度方向動(dòng)作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上限時(shí)，閥門處于全開狀態(tài)。反過來(lái)，當(dāng)空氣壓力減小時(shí)，閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作，在沒有輸入空氣時(shí)，閥門全閉。故有時(shí)氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型（Fail to Close FC）。氣關(guān)型（Air to Close）動(dòng)作方向正好與氣開型相反。當(dāng)空氣壓力增加時(shí)，閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作；空氣壓力減小或沒有時(shí)，閥門向開啟方向或全開為止。故有時(shí)又稱為故障開啟型（Fail to Open FO）。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)現(xiàn)。氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來(lái)考慮。當(dāng)氣源切斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全？
舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)加熱爐的燃燒控制，調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來(lái)控制燃料的供應(yīng)。這時(shí)，宜選用氣開閥更安全些，因?yàn)橐坏庠赐Ｖ构┙o，閥門處于關(guān)閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開，會(huì)使加熱過量發(fā)生危險(xiǎn)。又如一個(gè)用冷卻水冷卻的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換被冷卻，調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來(lái)控制冷卻水量，在氣源中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式（即FO）調(diào)節(jié)閥。氣開式改變?yōu)闅怅P(guān)式或氣關(guān)式改變?yōu)闅忾_式，如調(diào)節(jié)閥安裝有智能式閥門定位器，在現(xiàn)場(chǎng)可以很容易進(jìn)行互相切換。
3 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的故障原因分析
根據(jù)多年來(lái)純堿生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的故障分析，可歸納出常見故障及其原因如下：
3.1 閥不動(dòng)作
①無(wú)信號(hào)、無(wú)氣源：a.氣源未開；b.由于氣源含水在冬季結(jié)冰，導(dǎo)致風(fēng)管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈；c.壓縮機(jī)故障；d氣源總管泄漏。
②有氣源，無(wú)信號(hào)：a.調(diào)節(jié)器故障；b.信號(hào)管泄漏；c.定位器波紋管漏氣；d.調(diào)節(jié)網(wǎng)膜片損壞.e.FM151模塊沒有輸出。
③定位器無(wú)氣源。a.過濾器堵塞；b.減壓閥故障；c.管道泄漏或堵塞。
④.定位器有氣源，無(wú)輸出。a.定位器的節(jié)流孔堵塞；b.輸入信號(hào)相極錯(cuò)誤，糾正接線盒的接線；c.調(diào)零不良；d.手動(dòng)－自動(dòng)切換裝置處于手動(dòng)位置；e.噴嘴擋板配合不良，換力矩部件；f.放大器不良，更換放大器。
⑤.有信號(hào)、無(wú)動(dòng)作。a.閥芯脫落；b.閥芯與閥座卡死；c.閥桿彎曲或折斷；d.閥座閥芯凍結(jié)或鐵塊等污物卡??；e.執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障（膜片爛、膜盤與推桿脫節(jié)）。
3.2 閥的動(dòng)作不穩(wěn)定
a.氣源壓力不穩(wěn)定；b.調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換器故障；c.壓縮機(jī)容量太??；d.減壓閥故障；e.定位器輸出管線漏氣；f.執(zhí)行機(jī)構(gòu)（彈簧）鋼度太小，造成推力不足；g.定位器的接線松動(dòng)。
3.3 閥的動(dòng)作遲鈍
a.氣源壓力低；b.膜片，活塞環(huán)漏氣；c.填料太緊，閥桿變形；d.定位器響應(yīng)性能差；e.查氣源，定位器性能；f膜片，活塞環(huán)是否漏氣；g.檢查填料壓蓋；h.最后檢查閥芯，閥桿。
3.4 閥不能全關(guān)
a.輸入信號(hào)有問題；b.操作氣壓不足或彈簧力不足；c.定位器調(diào)試時(shí)未到全行程；d.工況壓差大于設(shè)計(jì)壓差；e.閥座，閥芯上有雜物；F.與上面一樣查信號(hào)，氣源。查工況的介質(zhì)壓差。核對(duì)彈簧壓力范圍。校驗(yàn)定位器。
3.5 閥關(guān)閉時(shí)泄漏大
a.執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力小，或彈簧力不足；b.閥芯，閥座損壞；c.閥座松動(dòng)，墊片沖壞；d.閥座，閥芯之間有雜物。
3.6 閥振動(dòng)
a.定位器調(diào)整不好；b.閥開度太小，流向不對(duì)；
c.填料太緊；d.閥芯與導(dǎo)套間隙太大；e.附近有振動(dòng)源。
3.7 填料泄漏
a.填料未壓緊；b.填料材質(zhì)與介質(zhì)不匹配；c.閥桿變形毛糙；d.填料壓蓋變形。
4 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的輔助裝置定位器
它是按照力平衡原理設(shè)計(jì)的，上圖中當(dāng)通入波紋管的信號(hào)壓力增加時(shí)，使杠桿2繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，擋板靠近噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室，使閥桿向下移動(dòng)，并帶動(dòng)反饋桿（擺桿）繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在同一軸上的反饋凸輪（偏心凸輪）也跟著逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾輪使杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并將反饋彈簧拉伸、彈簧對(duì)杠桿2的拉力與信號(hào)壓力作用在波紋管上的力達(dá)到力距平衡時(shí)儀表達(dá)到平衡狀態(tài)。
4.1 閥門定位器的分類
閥門定位器按輸入信號(hào)分為氣動(dòng)閥門定位器、電氣閥門定位器和智能閥門定位器。氣動(dòng)閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)氣信號(hào)，例如，20～100kPa氣信號(hào)，其輸出信號(hào)也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號(hào)。電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)，例如，4～20mA電流信號(hào)或1～5V電壓信號(hào)等，在電氣閥門定位器內(nèi)部將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號(hào)到撥動(dòng)控制閥。智能電氣閥門定位器它將控制室輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣信號(hào)，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)閥桿摩擦力，抵消介質(zhì)壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的不平衡力，使閥門開度對(duì)應(yīng)于控制室輸出的電流信號(hào)。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達(dá)到改善控制閥性能的目的。按動(dòng)作的方向可分為單向閥門定們器和雙向閥門定位器。
4.2 閥門定位器的作用
①用于提高輸出力，主要用于高壓差，高壓介質(zhì)，高溫，低溫和大口徑閥門場(chǎng)合。②用于提高調(diào)節(jié)閥質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度，主要由于有放大器和足夠的氣源壓力保證。③用于電—?dú)廪D(zhuǎn)換，目前多數(shù)調(diào)節(jié)閥與計(jì)算機(jī)相配套，計(jì)算機(jī)輸出多數(shù)為4～20mA電流信號(hào)，可采用電—?dú)忾y門定位器來(lái)滿足要求。④用于分程調(diào)節(jié)，兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥分別操作一套設(shè)備、一臺(tái)調(diào)節(jié)閥接收4～12mA電信號(hào)，另一臺(tái)閥門接收12～20mA電信號(hào)。⑤用于改變流量特性。原有閥門固有流量特性可通過定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)：⑥用于兩位動(dòng)作變成比例動(dòng)作。⑦用于閥門的反向動(dòng)作。通過定位器可使氣開閥變成氣閉閥，也可使氣閉閥變成氣開閥。
4.3 閥門定位器的故障及處理方法
4.3.1 閥門定位器有信號(hào)輸入，但無(wú)輸出壓力信號(hào)：a.電/氣定位器，銜鐵與線圈架之間有異物；b.恒節(jié)流孔堵塞；c.噴嘴擋板配合不良或噴嘴擋板損壞；d.放大器中膜片（金屬膜片或者橡膠膜片）損壞；e.氣路連接有誤（包括放大器）；f.電/氣定位器輸入信號(hào)線正負(fù)極接反；g.定位器的輸入接線盒內(nèi)的二極管開路或接線不良等。
4.3.2 下行程定位器輸出壓力變化緩慢
a.放大器的氣錐閥的錐度較小；b.放大器膜片長(zhǎng)期使用，產(chǎn)生彈性滯后現(xiàn)象；c.氣動(dòng)定位器的感測(cè)元件（波紋管或膜盒）長(zhǎng)期使用，產(chǎn)生彈性滯后；d.反饋彈簧產(chǎn)生彈性滯后。
4.3.3 上行程定位器給出壓力變化緩慢
a.放大器進(jìn)氣球閥陷得過深；b.放大器耗氣量較大；c.放大器進(jìn)氣球閥沾污，流通面積減小；d.恒節(jié)流孔的直徑與噴嘴直徑之比小于額定值（技術(shù)要求數(shù)值）；e.噴嘴與擋板之間的配合不好；f.銜鐵與線圈架之間有輕微的磨擦。
4.3.4 定位器線性不好
a.反饋凸輪或彈簧選擇不當(dāng)；b.反饋機(jī)構(gòu)安裝不好；c.反饋凸輪或彈簧安裝不當(dāng)；d.噴嘴或擋板有沾污現(xiàn)象；e.反饋連接桿面調(diào)節(jié)閥有卡現(xiàn)象。
4.3.5 智能閥門定位器與HART275型手操器不能正常通訊
常見原因檢查現(xiàn)場(chǎng)有效電壓是否大于12V，輸出阻抗是否低于250歐姆，導(dǎo)線電容是否太高，輸入信號(hào)小于4mA等。
5 結(jié)束語(yǔ)
在日常的生產(chǎn)過程中，由于純堿工藝介質(zhì)存在易結(jié)晶、易結(jié)垢、結(jié)疤的特點(diǎn)，造成閥體可動(dòng)部件阻力增大，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作不靈活、呆滯，直至調(diào)節(jié)閥的閥芯與襯套或閥座卡死不能動(dòng)作，出現(xiàn)問題會(huì)影響生產(chǎn)是不可避免的，企業(yè)應(yīng)建立預(yù)檢修機(jī)制的，不僅可以增加調(diào)節(jié)閥的使用壽命，減少調(diào)節(jié)閥故障，降低儀表故障率，還可對(duì)穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)，降低成本，提高效益起到積極的促進(jìn)作用，同時(shí)還可以優(yōu)化工藝操作，保證生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。
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