控制閥常見的故障分析及解決方法

控制閥在煉油及化工行業(yè)應(yīng)用廣泛，是生產(chǎn)過程中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調(diào)節(jié)設(shè)備。在控 制閥的應(yīng)用中，計(jì)算和選型是前提，安裝和調(diào)試是關(guān)鍵，使用和維護(hù)是目的。控制閥如果選型不當(dāng)，安裝不當(dāng)或者調(diào) 試不好，就起不到調(diào)節(jié)作用。因此熟悉掌握控制閥工作原理和維修技能相當(dāng)重要。

控制閥原理

氣動(dòng)控制閥以壓縮空氣為動(dòng)力源，通過氣缸、薄膜為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并借助電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥，保位 閥等附件，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或者連續(xù)調(diào)節(jié)，接收DCS的控制信號(hào)來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動(dòng)閥 主要分為氣開型和氣關(guān)型兩種，特點(diǎn)是控制簡單、反應(yīng)快速、本質(zhì)安全、不需要采用防爆措施。

控制閥故障形式及原因

氣動(dòng)控制閥故障形式主要為：內(nèi)漏閥門不動(dòng)作、開度波動(dòng)較大、出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象、動(dòng)作正常但流量未變化。原因主 要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養(yǎng)不到位、閥門品質(zhì)問題、選型或者設(shè) 計(jì)原因、氣動(dòng)元件故障。

    01、閥體故障及對(duì)策

    常見故障

    1）蝶閥金屬閥座損壞導(dǎo)致閥體被卡住；蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓 滑絲，主要表現(xiàn)為閥軸看起來已經(jīng)動(dòng)作但實(shí)際閥芯并未動(dòng)作

    2）球閥閥體內(nèi)部磨損導(dǎo)致閥門容易被卡或者閥門動(dòng)作遲緩；球閥軟密封墊圈損壞導(dǎo)致閥門 內(nèi)漏或者被卡。

    3）半球閥閥軸軸套損壞導(dǎo)致閥門動(dòng)作困難。

    4）蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導(dǎo)致蒸汽泄漏；蒸汽閥消音板脫落，導(dǎo)致閥門經(jīng)常被卡住而 且管道噪音異常大。

    5）閥桿內(nèi)部磨損或者腐蝕導(dǎo)致閥門內(nèi)漏；閥桿填料處密封件損壞而泄漏。

    原因?qū)Σ?/p>

    1）閥芯閥座泄漏的產(chǎn)生原因?yàn)殚y芯閥座表面磨損或者被腐蝕，執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用力太小，閥座 螺紋被磨損而松動(dòng)。故障處理方式：改善研磨結(jié)合面，調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥桿的連接，擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。

    2）閥座環(huán)與閥體之間泄漏的產(chǎn)生原因?yàn)閿Q緊力矩太小，閥體表面光潔度差，墊片不合適， 閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式：加大擰力，重新清洗和處理閥體，更換合適的墊片，重新將閥體焊接處理。

    3）填料泄漏的產(chǎn)生原因?yàn)殚y桿光潔度不好或者產(chǎn)生彎曲，填料蓋沒有壓緊或者填料類型不合理，填料層堆得太高， 填料出現(xiàn)腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式：磨光閥桿并壓直，重新擰緊或更換填料；安裝間隔環(huán)，減少高 度，改為性能好的填料，修理更換壓蓋及相關(guān)的法蘭螺栓等。

    4）閥桿及閥振動(dòng)而導(dǎo)致閥桿連接處脫開或者折斷，產(chǎn)生原因?yàn)榱靥?，銷子連接不合適。故障處理方式：改用閥 芯閥桿整體件或者焊接閥芯，將連接件連接牢固，消除振動(dòng)因數(shù)。閥振動(dòng)的產(chǎn)生原因?yàn)槊芊馓盍闲孤月肺凑{(diào)好， 定位器增益太高，支撐不好有振動(dòng)源。故障處理方式：潤滑填料并調(diào)整，重新調(diào)整旁路，選用低增益型定位器，將閥 固定牢固避開振動(dòng)源。

    02、氣缸故障原因及對(duì)策

    常見故障

    1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)限位螺栓脫落導(dǎo)致氣缸漏氣，引起閥門不能動(dòng)作或者動(dòng)作遲緩，達(dá)不到預(yù)定開 度。

    2）氣缸O形密封環(huán)損壞導(dǎo)致漏氣，引起閥門動(dòng)作困難或者不能動(dòng)作。

    3）氣缸活塞變形導(dǎo)致摩擦力增大，氣缸螺栓松動(dòng)引起氣缸漏氣，從而引起閥門動(dòng)作困難。

    4）氣缸帶動(dòng)閥體動(dòng)作的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)松脫或者生銹導(dǎo)致閥門動(dòng)作困難。

    5）氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導(dǎo)致閥門動(dòng)作困難。

    原因?qū)Σ?/p>

    1）活塞密封處泄漏的產(chǎn)生原因?yàn)闅飧坠鉂嵍忍?；活塞環(huán)裝配密封性不夠，密封環(huán)使用溫 度過高，密封件使用時(shí)間太長損壞。故障處理方式：研磨氣缸并重新調(diào)整氣缸限位螺栓，根據(jù)使用溫度重新選擇密封 環(huán)，更換時(shí)應(yīng)正確安裝。

    2）氣缸限位螺栓松動(dòng)的處理方式：重新將螺栓擰緊。

    3）活塞摩擦力大的處理方式：重新涂潤滑油，重新清洗及研磨氣缸和活塞。

    4）閥門動(dòng)作困難不能達(dá)到固定行程，執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧定值不夠或者彈簧損壞，限位塊位置不 準(zhǔn)。處理方式：校準(zhǔn)、重調(diào)、更換彈簧。

    03、定位器故障原因及對(duì)策

    常見故障

    1）定位器電路板故障引起閥門動(dòng)作不正常。

    2）小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動(dòng)作異常，原因?yàn)閮x表空氣潔凈度不高，或者有臟物進(jìn) 入定位器內(nèi)部導(dǎo)致小滑閥磨損從而引起閥門動(dòng)作異常。

    3）定位器比例閥損壞引起閥門動(dòng)作異常。

    4）滑動(dòng)變阻器損壞導(dǎo)致閥門定位不準(zhǔn)，引起閥門動(dòng)作出現(xiàn)異常，主要原因?yàn)榄h(huán)境溫度過高 且有水等其他液體進(jìn)入導(dǎo)致變阻器損壞。

    5）定位器氣源接口的O形密封環(huán)斷裂，導(dǎo)致斷裂的O形密封環(huán)卡住小滑閥閥桿，使之不能動(dòng) 作。

    6）定位器葛蘭頭處密封性不好，導(dǎo)致定位器電路板進(jìn)水損壞。

    7）因管道振動(dòng)過大，周圍環(huán)境溫度過高，濕度過大，引起電路板出現(xiàn)故障。

    原因?qū)Σ?/p>

    1）葛蘭頭處密封問題導(dǎo)致定位器進(jìn)水引起電路板損壞。故障處理方式：提高葛蘭頭密封性 ，從而避免定位器內(nèi)部進(jìn)水導(dǎo)致電路板損壞。

    2）因儀表空氣濕度大且灰塵較多，導(dǎo)致小滑閥進(jìn)入臟物而引起小滑閥磨損，從而使閥門動(dòng) 作不正常。故障處理方式：增加空氣過濾器以改善儀表空氣質(zhì)量。

    3）因周邊溫度過高、濕度過大、振動(dòng)過大導(dǎo)致滑動(dòng)變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方 式：將電路板和小滑閥及滑動(dòng)變阻器分離，做成分離式閥門定位器。

    4）因定位器O形密封環(huán)經(jīng)常斷裂，導(dǎo)致小滑閥閥桿被卡住，主要原因?yàn)闅庠磯毫^大，正 常情況應(yīng)為0.5MPa左右，高于0.5MPa時(shí)會(huì)導(dǎo)致密封圈老化加快，容易損壞。故障處理方式：使氣源壓力保持在0.4MPa 左右，另外需提供質(zhì)量更好的密封圈。

    04、工藝及設(shè)計(jì)引起的故障及對(duì)策

    常見故障

    1）工藝參數(shù)改變導(dǎo)致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動(dòng)作。

    2）因介質(zhì)原因?qū)е麻y體結(jié)垢，引起閥門動(dòng)作異常。

    3）因管道堵塞引起的閥門不能正常動(dòng)作。

    4）因設(shè)計(jì)選型原因，執(zhí)行機(jī)構(gòu)偏小，力矩不夠，閥門不能正常動(dòng)作，閥體材質(zhì)不合適，導(dǎo) 致閥體損壞。

    原因?qū)Σ?/p>

    1）壓差過大導(dǎo)致控制閥不能正常開啟。處理方式：在控制閥前后加裝1臺(tái)旁通閥。

    2）因工藝原因閥體結(jié)垢而導(dǎo)致控制閥不能正常開啟。處理方式：增加沖洗水管，另外定期 拆開閥門清洗閥體，必要時(shí)打磨閥芯。

    3）管道堵塞導(dǎo)致控制閥不能動(dòng)作。處理方式：優(yōu)化操作方式，盡量不使管道堵塞，另外拆 開管道沖洗閥門。

    4）關(guān)于設(shè)計(jì)選型問題。處理方式：在設(shè)計(jì)階段盡量優(yōu)化各種工藝參數(shù)，保證選型時(shí)不會(huì)因 為工藝參數(shù)不準(zhǔn)導(dǎo)致選型出現(xiàn)問題。

    05、DCS原因引起的故障及對(duì)策

    常見故障

    1）I/O卡件損壞沒有信號(hào)輸出導(dǎo)致控制閥不能動(dòng)作。

    2）DCS輸出信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致控制閥開度波動(dòng)，使控制閥動(dòng)作不正常。

    3）控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動(dòng)導(dǎo)致信號(hào)不正常從而引起控制閥動(dòng)作不正常。

    4）由于保養(yǎng)不到位導(dǎo)致定位器進(jìn)水，氣缸腐蝕漏氣，氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制 閥動(dòng)作不正常。

    5）由于巡查不細(xì)致，隱患未及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致進(jìn)一步擴(kuò)大，最終引起控制閥動(dòng)作異常。

    原因?qū)Σ?/p>

    日常應(yīng)做好維修保養(yǎng)和巡檢工作，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理；當(dāng)控制閥開度出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)及時(shí)檢查 PID參數(shù)設(shè)置是否正確并及時(shí)調(diào)整參數(shù)。

    06、氣動(dòng)元件損壞導(dǎo)致的故障及對(duì)策

    常見故障

    1）氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣導(dǎo)致氣源壓力偏低，使控制閥動(dòng)作出現(xiàn)異常。

    2）空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟導(dǎo)致控制閥動(dòng)作出現(xiàn)異常。

    3）氣源壓力偏低或者氣源未開導(dǎo)致控制閥動(dòng)作出現(xiàn)異常。

    原因?qū)Σ?/p>

    1）更換質(zhì)量更好的氣源軟管或者空氣過濾器；定期巡檢，發(fā)現(xiàn)氣源軟管或者空氣過濾器有 破損漏氣跡象時(shí)，或者濾芯過臟需找機(jī)會(huì)盡快更換。

    2）調(diào)整氣源壓力滿足氣動(dòng)閥門最小氣源壓力要求。