氣動調(diào)節(jié)閥安裝及維護

【資料簡介】

　　氣動調(diào)節(jié)閥安裝及維護氣動調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電力、冶金等工業(yè)企業(yè)廣泛使用的工業(yè)過程控制儀表之一?；どa(chǎn)中調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是*的，它是組成工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它如生產(chǎn)過程自動化的手腳。下面，就帶大家全面的了解氣動調(diào)節(jié)閥。
 

　　工 作 原 理
 

　　氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，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)動閥門，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點就是控制簡單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。
 

　　氣動調(diào)節(jié)閥工作原理
 

　　氣動調(diào)節(jié)閥通常由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試組成，氣動執(zhí)行機構(gòu)可分為單作用式和雙作用式兩種，單作用執(zhí)行器內(nèi)有復(fù)位彈簧，而雙作用執(zhí)行器內(nèi)沒有復(fù)位彈簧。其中單作用執(zhí)行器，可在失去起源或突然故障時，自動歸位到閥門初始所設(shè)置的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。氣動調(diào)節(jié)閥根據(jù)動作形式分氣開型和氣關(guān)型兩種，即所謂的常開型和常閉型，氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。
 

　　氣動調(diào)節(jié)閥作用方式
 

　　氣開型(常閉型)是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當(dāng)達到輸入氣壓上限時，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當(dāng)空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。顧通常我們稱氣開型調(diào)節(jié)閥為故障關(guān)閉型閥門。
 

　　氣關(guān)型(常開型)動作方向正好與氣開型相反。當(dāng)空氣壓力增加時，閥門向關(guān)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。顧通常我們稱氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥為故障開啟型閥門。
 

　　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)來考慮。當(dāng)氣源切斷時，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全。
 

　　舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，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控制燃料的供應(yīng)。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，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，會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進行熱交換被冷卻，調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，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。

　　氣動調(diào)節(jié)閥安裝及維護閥門定位器
 

　　閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，與氣動調(diào)節(jié)閥大大配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號，然后以它的輸出信號去控制氣動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動作后，閥桿的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信號傳給上位系統(tǒng)。閥門定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能式閥門定位器。
 

　　閥門定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號的傳遞滯后，加快閥桿的移動速度，能夠提高閥門的線性度，克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。
 

　　用執(zhí)行機構(gòu)分氣動執(zhí)行機構(gòu)，電動執(zhí)行機構(gòu)，有直行程、角行程之分。用以自動、手動開閉各類伐門、風(fēng)板等。閥門
 

　　1、確認清潔管道中有沒有異物，有異物的話可能會損壞閥門的密封表面甚至阻礙閥芯動作而使得閥門不能正常地關(guān)閉，因此在安裝閥門前我們有必要清洗所有的管道，確認管道內(nèi)沒有異物。
 

　　2、檢查氣動閥，安裝之前檢查并除去所有運輸擋塊、防護用堵頭或墊片表面的蓋子，檢查閥體內(nèi)部以確保不存在異物。
 

　　3、絕大部分的氣動閥可以安裝在任何位置，但是通常用的方法是將執(zhí)行機構(gòu)垂直放置并位于閥門的上部。如果執(zhí)行機構(gòu)必須水平安裝，則考慮對執(zhí)行機構(gòu)增加一個額外的垂直支撐。應(yīng)確保流體流向與流向箭頭或指導(dǎo)手冊所指示的方向一致。
 

　　后也要保證氣動閥的上面和下面有足夠的空間以便檢查和維修，對于法蘭連接的閥體，確保法蘭面準確地對準以使墊片表均勻的接觸并防止泄漏，氣動閥門的安裝技術(shù)和操作流程以說明書上為主，氣動閥門的安裝技術(shù)要點。
 

　　氣動調(diào)節(jié)閥安裝原則
 

　　(1)氣動調(diào)節(jié)閥安裝位置，距地面要求有一定的高度，閥的上下要留有一定空間，以便進行閥的拆裝和修理。對于裝有氣動閥門定位器和手輪的調(diào)節(jié)閥，必須保證操作、觀察和調(diào)整方便。
 

　　(2)調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在水平管道上，并上下與管道垂直， 一般要在閥下加以支撐，保證穩(wěn)固可靠。對于特殊場合下，需要調(diào)節(jié)閥水平安裝在豎直的管道上時，也應(yīng)將調(diào)節(jié)閥進行支撐(小口徑調(diào)節(jié)閥除外)。安裝時，要避免給調(diào)節(jié)閥帶來附加應(yīng)力)。
 

　　(3)調(diào)節(jié)閥的工作環(huán)境溫度要在(-30～+ 60) 相對濕度不大于95% 95% ，相對濕度不大于95%。
 

　　(4)調(diào)節(jié)閥前后位置應(yīng)有直管段，長度不小于10倍的管道直徑(10D)，以避免閥的直管段太短而影響流量特性。
 

　　(5)調(diào)節(jié)閥的口徑與工藝管道不相同時，應(yīng)采用異徑管連接。在小口徑調(diào)節(jié)閥安裝時，可用螺紋連接。 閥體上流體方向箭頭應(yīng)與流體方向一致。
 

　　(6)要設(shè)置旁通管道。目的是便于切換或手動操作， 可在不停車情況下對調(diào)節(jié)閥進行檢修。
 

　　(7)調(diào)節(jié)閥在安裝前要*清除管道內(nèi)的異物，如污垢、焊渣等。

　　氣動調(diào)節(jié)閥安裝及維護常見故障及處理
 

　　調(diào)節(jié)閥不動作
 

　　首先確認氣源壓力是否正常，查找氣源故障。如果氣源壓力正常，則判斷定位器或電/氣轉(zhuǎn)換器的放大器有無輸出;若無輸出，則放大器恒節(jié)流孔堵塞，或壓縮空氣中的水分聚積于放大器球閥處。用小細鋼絲疏通恒節(jié)流孔，清除污物或清潔氣源。
 

　　如果以上皆正常，有信號而無動作，則執(zhí)行機構(gòu)故障或閥桿彎曲，或閥芯卡死。遇此情況，必須卸開閥門進一步檢查。
 

　　調(diào)節(jié)閥卡堵
 

　　如果閥桿往復(fù)行程動作遲鈍，則閥體內(nèi)或有黏性大的物質(zhì)，結(jié)焦堵塞或填料壓得過緊，或聚四氟乙烯填料老化，閥桿彎曲劃傷等。調(diào)節(jié)閥卡堵故障大多出現(xiàn)在新投入運行的系統(tǒng)和大修投運初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口和導(dǎo)向部位造成堵塞從而使介質(zhì)流通不暢，或調(diào)節(jié)閥檢修中填料過緊，造成摩擦力增大，導(dǎo)致小信號不動作、大信號動作過頭的現(xiàn)象。
 

　　遇到此類情況，可迅速開、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥，讓贓物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另外還可以用管鉗夾緊閥桿，在外加信號壓力的情況下，正反用力旋動閥桿，讓閥芯閃過卡處。若不能解決問題，可增加氣源壓力、增加驅(qū)動功率反復(fù)上下移動幾次，即可解決問題。如果還是不能動作，則需要對控制閥做解體處理，當(dāng)然，這一工作需要很強的專業(yè)技能，一定要在專業(yè)技術(shù)人員協(xié)助下完成，否則后果更為嚴重。

　　氣動調(diào)節(jié)閥安裝及維護閥泄露
 

　　調(diào)節(jié)閥泄漏一般有調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏、填料泄漏和閥芯、閥座變形引起的泄漏幾種情況，下面分別加以分析。
 

　　1、閥內(nèi)漏
 

　　閥桿長短不適，氣開閥閥桿太長，閥桿向上的(或向下)距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致不嚴而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短，也可導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴而內(nèi)漏。解決方法：應(yīng)縮短(或延長)調(diào)節(jié)閥閥桿使調(diào)節(jié)閥長度合適，使其不再內(nèi)漏。
 

　　2、填料泄漏
 

　　填料裝入填料函以后，經(jīng)壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性變形，使其產(chǎn)生徑向力，并與閥桿緊密接觸，但這種接觸并非十分均勻，有些部位接觸的松，有些部位接觸的較緊，甚至有些部位根本沒有接觸上。調(diào)節(jié)閥在使用過程中，閥桿同填料之間存在著相對運動，這個運動叫軸向運動。在使用過程中，隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質(zhì)的影響，調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，對于紡織填料還會出現(xiàn)滲漏(壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料接觸壓力的逐漸衰減，填料自身老化等原因引起的，這時壓力介質(zhì)就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。
 

　　為了使填料裝入方便，在填料函頂端倒角，在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環(huán)，注意該保護環(huán)與填料的接觸面不能為斜面，以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函與填料接觸部分的表面要精加工，以提高表面光潔度，減小填料磨損。填料選用柔性石墨，因為它的氣密性好、摩擦力小，使用變化小，磨損的燒損小，易于維修，且壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化，耐壓性和耐熱性良好，不受內(nèi)部介質(zhì)的侵蝕，與閥桿和填料函內(nèi)部接觸的金屬不發(fā)生點蝕或腐蝕。這樣，有效地保護了閥桿填料函的密封，保證了填料密封的可靠性，使用壽命也有很大地提高。
 

　　3、閥芯、閥座變形泄漏
 

　　閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加強。而腐蝕介質(zhì)的通過，流體介質(zhì)的沖刷也會造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當(dāng)腐蝕性介質(zhì)在通過調(diào)節(jié)閥時，便會產(chǎn)生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊，使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀，隨著時間的推移，導(dǎo)致閥芯、閥座不匹配，存在間隙，關(guān)不嚴而發(fā)生泄漏。
 

　　把好閥芯、閥座的材質(zhì)選型關(guān)。選擇耐腐蝕的材料，對存在麻點、沙眼等缺陷的產(chǎn)品要堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重，可用細砂紙研磨，消除痕跡，提高密封光潔度，以提高密封性能。若損壞嚴重，則應(yīng)重新更換新閥。
 

　　振 蕩
 

　　調(diào)節(jié)閥的彈簧剛度不足，調(diào)節(jié)閥輸出信號不穩(wěn)定而急劇變動易引起調(diào)節(jié)閥振蕩。還有所選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同或管道、基座劇烈振動，使調(diào)節(jié)閥隨之振動。選型不當(dāng)，調(diào)節(jié)閥工作在小開度存在著劇烈的流阻、流速、壓力的變化，當(dāng)超過閥的剛度，穩(wěn)定性變差，嚴重時產(chǎn)生振蕩。
 

　　由于產(chǎn)生振蕩的原因是多方面的，要具體問題具體分析。對振動輕微的，可增加剛度來消除，如選用大剛度彈簧的調(diào)節(jié)閥，改用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)等;管道、基座劇烈振動，可通過增加支撐消除振動干擾;閥的頻率與系統(tǒng)的頻率相同時，更換不同結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥;工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當(dāng)造成的，具體說是由于閥的流通能力C值過大，必須重新選型，選擇流通能力C值較小的或采用分程控制或采用子母閥以克服調(diào)節(jié)閥工作在小開度所產(chǎn)生的振蕩。

　　氣動調(diào)節(jié)閥安裝及維護調(diào)節(jié)閥噪音大
 

　　當(dāng)流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥，如前后壓差過大就會產(chǎn)生針對閥芯、閥座等零部件的氣蝕現(xiàn)象，使流體產(chǎn)生噪聲。流通能力值選大了，必須重新選擇流通能力值合適的調(diào)節(jié)閥，以克服調(diào)節(jié)閥工作在小開度而引起的噪音，下面介紹幾種消除噪音的方法。
 

　　1、消除共振噪音法
 

　　只有調(diào)節(jié)閥共振時，才有能量疊加而產(chǎn)生100多分貝的強烈噪音。有的表現(xiàn)為振動強烈，噪音不大，有的振動弱，而噪音卻非常大;有的振動和噪音都較大。這種噪音產(chǎn)生一種單音調(diào)的聲音，其頻率一般為3000～7000赫茲。顯然，消除共振，噪音自然隨之消失。
 

　　2、消除汽蝕噪音法
 

　　汽蝕是主要的流體動力噪音源。空化時，汽泡破裂產(chǎn)生高速沖擊，使其局部產(chǎn)生強烈湍流，產(chǎn)生汽蝕噪音。這種噪音具有較寬的頻率范圍，產(chǎn)生格格聲，與流體中含有砂石發(fā)出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪音的有效辦法。
 

　　3、使用厚壁管線法
 

　　采用厚壁管是聲路處理辦法之一。使用薄壁可使噪音增加5分貝，采用厚壁管可使噪音降低0～20分貝。同一管徑壁越厚，同一壁厚管徑越大，降低噪音效果越好。如DN200管道，其壁厚分別為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時，可降低噪音分別為-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當(dāng)然，壁越厚所付出的成本就越高。
 

　　4、采用吸音材料法
 

　　這也是一種較常見、有效的聲路處理辦法?？捎梦舨牧习≡胍粼春烷y后管線。必須指出，因噪音會經(jīng)由流體流動而長距離傳播，故吸音材料包到哪里，采用厚壁管至哪里，消除噪音的有效性就終止到哪里。這種辦法適用于噪音不很高、管線不很長的情況，因為這是一種較費錢的辦法。
 

　　5、串聯(lián)消音器法本法
 

　　適用于作為空氣動力噪音的消音，它能夠有效地消除流體內(nèi)部的噪音和抑制傳送到固體邊界層的噪音級。對質(zhì)量流量高或閥前后壓降比高的地方，本法有效而又經(jīng)濟。使用吸收型串聯(lián)消音器可以大幅度降低噪音。但是，從經(jīng)濟上考慮，一般限于衰減到約25分貝。
 

　　6、隔音箱法
 

　　使用隔音箱、房子和建筑物，把噪音源隔離在里面，使外部環(huán)境的噪音減小到人們可以接受的范圍內(nèi)。
 

　　7、串聯(lián)節(jié)流法
 

　　在調(diào)節(jié)閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合，采用串聯(lián)節(jié)流法，就是把總的壓降分散在調(diào)節(jié)閥和閥后的固定節(jié)流元件上。如用擴散器、多孔限流板，這是減少噪音辦法中有效的。為了得到擴散器效率，必須根據(jù)每件的安裝情況來設(shè)計擴散器(實體的形狀、尺寸)，使閥門產(chǎn)生的噪音級和擴散器產(chǎn)生的噪音級相同。
 

　　8、選用低噪音閥
 

　　低噪音閥根據(jù)流體通過閥芯、閥座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步減速，以避免在流路里的任意一點產(chǎn)生超音速。有多種形式，多種結(jié)構(gòu)的低噪音閥(有為專門系統(tǒng)設(shè)計的)供使用時選用。當(dāng)噪音不是很大時，選用低噪音套筒閥，可降低噪音10～20分貝，這是經(jīng)濟的低噪音閥。

　　閥門定位器故障
 

　　普通定位器采用機械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術(shù)，主要存在以下故障類型：
 

　　(1)因采用機械式力平衡原理工作，其可動部件較多，易受溫度、振動的影響，造成調(diào)節(jié)閥的波動;
 

　　(2)采用噴嘴擋板技術(shù)，由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住，使定位器不能正常工作;
 

　　(3)采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場會發(fā)生改變，造成調(diào)節(jié)閥非線性導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。
 

　　(4)智能定位器由微處理器(CPU)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同，給定值和實際值的比較純是電動信號，不再是力平衡。因此能夠克服常規(guī)定位器的力平衡的缺點。但在用于緊急停車場合時，如緊急切斷閥、緊急放空閥等，這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現(xiàn)時，才需要可靠地動作，長時間停留在某一位置，容易使電氣轉(zhuǎn)換器失控造成小信號不動作的危險情況。此外。用于閥門的位置傳感電位器由于工作在現(xiàn)場，電阻值易發(fā)生變化造成小信號不動作、大信號全開的危險情況。因此，為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對它們進行頻繁地測試。