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    控制閥的故障分析與維修
    發布者:不詳 發布時間:2008/4/28 閱讀:8768收藏本文
      1.控制閥的故障分析

       控制閥在正常運行過程中出現各種故障,它們可來自執行機構、調節機構或連接的附件
    裝置。故障分析用于對故障的定位和處理方案的確定。

      執行機構的故障分析

      填料造成的故障

       因填料原因造成的故障表現為外泄漏量增大、摩擦力增大及閥桿的跳動。分析如下。
       1. 填料材質不合適。由于填料材質不合適造成的故障主要是外泄漏量增大及摩擦力增大例如,在高溫應用場合,采用聚四氟乙烯填料。故障處理方法是更換填料。
       2.填料結構設計不當.o填料腔內,填料和有關附件的位置安裝不合適,填料高度不合適故障處理方法是按產品說明書要求安裝填料和有關附件。
       3.填料安裝不合適。例如,石墨填料采用螺旋式安裝造成填料壓緊力不均勻,中心沒有對準等。故障處理方法是按層安裝,使壓緊力均勻。
       4.填料有雜物。填料內的雜物造成閥桿劃跡。故障處理方法是對填料進行清潔,除去雜物
       5. 上閥蓋安裝不當。上閥蓋安裝不當使填料受力不均勻。故障處理方法是重新安裝上閥蓋的墊圈,并對上閥蓋固緊螺栓平均地用對角方式壓緊o
      
       執行機構的氣密性造成的故障

       執行機構的氣密性造成的故障表現為響應時間增大,閥桿動作呆滯。分析如下。
       1.氣動薄膜執行機構的膜片未壓緊。膜片未壓緊或受力不均勻造成輸入的氣信號外漏,使執行機構對信號變化的響應變得呆滯,響應時間增大。如果安裝了閥門定位器,則其影響會減小。故障處理方法是用肥皂水涂刷檢查,并消除泄漏點o
       2.氣動活塞執行機構的活塞密封環磨損。造成控制閥不能快速響應,閥桿動作不靈敏。故障處理方法是更換密封環,并檢查汽缸內壁有否磨損。
       3.氣動薄膜執行機構的膜片破損。表現為閥桿動作不靈敏,可聽到氣體的泄漏聲。故障處理方法是更換膜片,并應檢查限位裝置或托盤是否有毛刺等o
       4.連接管線漏氣。造成閥桿動作不靈敏,響應時間增大。故障處理方法是用肥皂水涂刷連接管線,檢查泄漏點,并更換或焊接。
      
       不平衡力造成的故障

       不平衡力造成的故障表現為控制閥動作不穩定,關不嚴等。故障分析如下。
       1.流向不當?刂崎y安裝不當,造成實際流體流向與控制閥標記流向不一致,使不平衡力變化。例如,流關控制閥被安裝為流開。故障處理方法是重新安裝。
       2.執行機構不匹配。造成推力或推力矩不足,使控制閥動作不到位。故障處理方法是更換執行機構。

       電動執行機構的故障

       電動執行機構的故障除了常見的線路短路或斷路外,還有伺服放大器和電動機等故障。
       常見故障分析如下。
       1.各接插件松動或接線斷路或短路。造成接觸不良,并增大或降低有關線路阻抗。故障處理方法是檢查和撥動連接導線,重新插拔和插入各接插件。
       2.減速器機械傳動部件。檢查運轉是否正常,齒輪嚙合是否良好,故障處理方法是更換或修補殘缺的齒輪,添加潤滑劑。
       3.電源。檢查保險絲是否熔斷,伺服放大器位置反饋有無冒煙和特殊氣味,如變壓器外殼絕緣層及電阻燒焦發出糊味。故障處理方法是更換損壞的元器件。
      
      
    調節機構的故障分析

       流量特性不匹配造成的故障

       控制閥的流量特性用于補償被控對象的不同特性。如果選配的流量特性不合適,會使控
    制系統的控制品質變差。例如,在小流量和大流量時,控制系統的靈敏度不同。故障分析如下
      
       1.被控對象具有飽和非線性特性(例如,溫度控制系統)小流量時,控制系統能夠正常運行,但大流量時控制系統呆滯;蛐×髁繒r控制系統極靈敏,甚至出現振蕩和不穩定,但在大流量時,控制系統能夠正常運行。故障原因是選用了線性或快開流量特性控制閥。故障處理方法是更換控制閥的閥內件或控制閥,或安裝閥f刁定位器,使控制閥滿足等百分比或拋物線流量特性要求。
       2.被控對象具有線性特性(例如,流量隨動控制系統)o小流量時控制系統運行正常,大流量時控制系統出現振蕩或不穩定現象;蛐×髁繒r控制系統呆滯,大流量時控制系統能夠正常運行。故障原因是選用了等百分比或拋物線流量特性控制閥。故障處理方法是更換控制閥的閥內件或控制閥,或安裝閥門定位器,使控制閥滿足線性流量特性要求。
      
       3.控制閥額定流量系數選擇不當。選用的額定流量系數過大或過小,使控制閥可調節的最小或最大流量變大或變小,不能滿足工藝生產過程的操作要求?刂崎y工作在小開度或大開度位置,控制品質變差。故障處理方法是重新核算控制閥流量系數,安裝符合要求的控制閥。例如,直接根據工藝管道直徑選配控制閥造成額定流量系數過大,由于生產規模擴大造成額定流量系數過小等。

       流路設計和安裝不當造成的故障

       因控制閥流路設計或安裝不當造成故障表現為噪聲增大,污物容易積聚在閥體內部,使控制閥關閉不嚴,泄漏量增大或卡死等。故障分析如下。
       1.雙座閥泄漏量增大。雙座閥未采用一體化設計,造成溫度變化時閥內件膨脹系數不同而使泄漏量增大。故障處理方法是選用一體化雙座閥,或選用具有平衡功能的套筒閥。
       2.三通閥用于合流時,由于合流的兩股流體溫度不同造成泄漏量增大。故障處理方法是將流體的合流改為分流控制,安裝三通閥在換熱器前,從而保證流體溫度一致o
       3.流向不當造成噪聲增大。例如,流開控制閥用于流關場合,造成小流量時的噪聲增大。故障處理方法是檢查流向,重新安裝。
       4.上、下游切斷閥與旁路閥安裝不當。造成污物、冷凝液或不凝性氣體不能排放。故障處理方法是排污閥安裝在控制閥組的最低處,放空閥安裝在控制閥組的最高處。
       5.導向軸套安裝不當。造成中心未對準,使摩擦增大,閥桿卡死。故障處理方法是重新安裝導向軸套。

       泄漏量造成的故障

       內泄漏造成可調比下降,嚴重時使控制系統不能滿足工藝操作和控制要求。外泄漏造成環境污染,使成本提高。故障分析如下。
       1.因空化和汽蝕造成泄漏量增大。由于空化、閃蒸和汽蝕造成閥芯和閥座損壞,使控制閥的泄漏量增大時表現為氣體或液體動力學噪聲的增大。故障處理方法是檢查閥內件,更換或研磨閥芯、閥座、閥芯堆焊硬質合金,降低控制閥兩端壓降,消除噪聲聲源,采用低噪聲控制閥等。
       2.因被控流體含有雜物造成泄漏量增大。在開車階段常常因管道吹掃時未將控制閥拆下的不規范操作造成雜物進入控制閥,或在運行過程中,被控流體夾帶的雜物積聚在閥體內部,這些雜物造成閥芯與閥座密封面損傷,使泄漏量增大。故障處理方法是研磨閥芯和閥座,在管道吹掃時拆下控制閥,對含顆粒的被控流體,可在控制閥上游安裝過濾裝置,將控制閥組安裝在較高位置,并定期進行排污。
       3.執行機構與調節機構連接不合適。故障處理方法是重新安裝,進行泄漏量測試。
       4.填料安裝不當。由于填料安裝不當,造成摩擦力增大或使閥桿變形。故障處理方法是重新安裝填料,對變形的閥桿整形。
       5.法蘭安裝不當。造成受力不均引起外泄漏,故障處理方法是重新安裝連接法蘭和墊片,并均勻用力壓緊連接法蘭。
       6.流體流動對閥芯和閥座的磨損。故障處理方法是對閥芯和閥座進行研磨。
       7 .填料安裝不當造成摩擦增大,控制閥關不嚴造成外泄漏量增大。故障處理方法是重新安裝填料,減小摩擦。
       8.流向不當造成泄漏量增大。流向選擇不當使不平衡力增大,從而使泄漏量增大。故障處理方法是核對設計圖紙,重新安裝。
      
       閥芯脫落造成的故障

    閥芯脫落前,控制閥會呈現較大機械噪聲。故障發生后,控制系統不能正常進行調節,被控變量出現突然的上升或下降。故障分析如下。
       1.控制閥流路設計不合理,造成閥芯振蕩和受到剪切力,在長期運行過程中,使閥芯與閥桿的連接銷釘斷裂,從而使閥芯脫落。故障處理方法是檢查控制閥流路,更換銷釘。
       2.閥芯連接銷釘安裝不牢,造成閥芯脫落。故障處理方法是重新安裝銷釘,并緊固。
      
       閥門定位器的故障

       閥門定位器的故障使串級副環的特性變差。由于閥門定位器處于串級控制系統的副環,因此,有一定的適應能力。閥門定位器的故障表現為控制系統不穩定、卡死等。
      
       閥門定位器凸輪不合適造成的故障

       閥門定位器凸輪不合適造成的故障現象與控制閥流量特性不合適造成的故障現象類似,它使控制系統在不同工作點處出現不穩定或呆滯現象。故障處理方法是根據被控對象特性和控制閥流量特性選擇合適的閥門定位器凸輪,安裝凸輪后需進行調試。
      
       閥門定位器放大器造成的故障

       閥門定位器放大器的故障有節流孔堵塞、放大器增益過大等。前者使輸出變化緩慢,后者使控制系統出現共振現象。因此,故障處理方法是檢查和疏通放大器節流孔,當放大器增益過大時,可減小壓緊鋼珠的簧片彈力或更換放大器等。
      
       閥門定位器檢測桿不匹配造成的故障

       閥門定位器檢測桿不匹配造成死區增大,不能正確及時反映閥位的反饋信號。因此,控制系統的控制品質變差。故障處理方法是檢查和重新安裝反饋檢測桿。
      
       氣動系統常見故障

       氣動控制閥的氣源質量不良是最常見的氣動系統故障。
      
       水分造成的影響和故障分析

       水分是壓縮機吸人濕空氣后,在冷卻時形成的。水分使氣動裝置的元件生銹、影響氣動元件動作。水分造成的影響如下。
       1.管道。造成管道內部生銹;管道腐蝕,造成空氣漏損,容器破裂;管道底部滯留水分造成空氣流量不足,壓力損失增大。
       2.元器件。管道生銹,加速過濾器網眼堵塞,使過濾器不能工作;管內銹屑進入閥門內部,引起動作不良,空氣泄漏;銹屑使元器件咬合,不能順利運轉;直接影響氣動元器件的零部件,引起轉換不良,空氣泄漏和動作不穩定;水滴侵入閥體內部,造成動作不良;水滴進入元器件內部,使不能順利運轉;水滴沖洗潤滑油,使潤滑不良,閥門動作失靈,執行元件運轉不穩定;閥內滯留水滴造成流量不足,壓力損失增大;發生水擊現象引起元器件損壞。
       3.環境。從排氣口向外放出的泄放水,污染環境。水分造成的故障可采用的故障處理方法是除水,即壓縮機出口溫度下降到使所含水分析出水滴,并排除。為此,在壓縮機后應設置和安裝冷卻器和分離器,在壓縮機人口安裝空氣過濾器。水平管道有一定斜度,在低端安裝排水閥。出口安裝干燥器。

       可采用的除水措施如下。
       a.吸附除水法:用吸附能力強的材料吸附水分,例如用硅膠、鋁膠和分子篩等
       b,壓力除濕法:提高壓力,使體積縮小,溫度降低,從而析出水滴。
       c.機械除水:用機械阻擋、旋風分離等除水。
       d.冷凍除水:用制冷設備使空氣冷卻到露點以下,使水氣凝結成水析出。
      
       油分造成的影響和故障分析

       壓縮機潤滑油呈現油霧狀混入壓縮空氣,并經受熱隨壓縮空氣一起送出,是壓縮空氣含油的原因。油分的影響如下。
       1.密封圈變形。密封圈收縮,空氣泄漏閥動作失靈,執行元件輸出力不足;密封圈泡油發脹,摩擦力增大,閥不能動作或執行元件輸出力不足;密封圈硬化,摩擦面磨損,空氣
    泄漏量增大;摩擦增大,閥門和執行元件動作不良。
       2.環境。工業原料化學藥品直接接觸空氣的場所使原料化學藥品性質變化;工業爐等直接接觸火焰場所引起火災危險;使用空氣的計量儀器因噴嘴的堵塞而失靈;要求極度忌油環境,由于閥門和執行元件密封部分的泄漏油造成環境污染,油分的清除方法是采用除油濾清器。例如,用離心式濾清器除油霧粒子,用活性炭吸附
    或用多孔濾芯除油。

       粉塵造成的影響和故障分析

       壓縮機吸人有粉塵的空氣而流人氣動裝置,造成氣動元件摩擦,損壞和增大摩擦力。粉塵造成的影響如下。
       1.控制元件?刂圃Σ敛⒛p和卡死,動作失靈和不能換向;影響調壓的穩定。
       2.執行元件。執行元件摩擦并磨損和卡死,動作失靈;降低輸出力。
       3.放大器等具有節流件的氣動元器件。使噴嘴擋板的節流孔堵塞,因油污而失靈,粉塵的排除方法是在壓縮機吸氣口安裝空氣濾清器,進入氣動裝置前再用空氣過濾器過
    濾,定期對過濾器進行清洗或更換。

       控制閥的維護

       控制閥正常運行后要進行維護和保養?刂崎y作為自動化控制系統的一部分,其維護應與自動化儀表和其他設備同時進行。
       控制閥的維護與一般儀表的維護類似,可分為被動性維護、預防性維護和預見性維護。被動性維護是當控制閥等設備出現故障時才進行維護的一種維護方法。由于設備發生故障才維護因此,常常造成生產過程停車,嚴重時甚至出現設備損壞或人員傷亡等。被動性維護是生產過程所不希望的維護,預防性維護是根據過去的運行經驗,按時間進行維護的一種維護方法。例如,常用的定期維護就是預防性維護,它根據不同設備的運行情況制定相應的維護時間表,在設備還沒有出現故障時就進行維護。由于故障沒有發生就進行維護,因此,可大大降低故障發生概率。但這種維護方法并沒有將當前使用的該控制閥實際情況進行分析,常常對還可以使用一定時間的控制閥進行拆裝和檢查,浪費了時間和資源。預見性維護從當前使用的控制閥數據分析出發,預見該控制閥的狀態,從而使控制閥得到最大限度的利用。
      
       控制閥的日常維護

       控制閥維護人員的技能要求

       控制閥維護人員與儀表維護人員的技能要求類似。維護人員應具備下列條件:
       1.熟知控制閥的維護規程和控制閥產品說明書的技術要求。
       2.熟悉控制閥結構、工作原理及拆裝的技術要求。
       3.了解相應的控制閥在工藝生產過程中的作用,熟悉工藝生產過程對控制閥的要求o
       4.熟練掌握控制閥維護所需儀器儀表的使用方法。
      
       控制閥日常維護工作內容

       控制閥日常維護工作內容分為巡回檢查和定期維護兩部分,巡回檢查工作內容如下。
       1.向當班工藝操作人員了解控制閥的運行情況。
       2.查看控制閥和有關附件的供給能源(氣源、液壓油或電源)
       3.檢查液壓油系統運行情況。
       4.檢查控制閥的各靜、動密封點有無泄漏。
       5.檢查控制閥連接管線和接頭有無松動或腐蝕。
       6.檢查控制閥有無異常聲口向和較大振動,檢查供給情況。
       7.檢查控制閥的動作是否靈活,在控制信號變化時是否及時變化
       8.偵聽閥芯、閥座有無異常振動或雜音。
       9.發現問題及時聯系處理。
       10.做好巡回檢查的記錄,并歸檔。
       定期維護工作內容如下:
       1.定期對控制閥外部進行清潔工作。
       2.定期對控制閥填料函和其他密封部件進行調整,必要時應更換密封部件,保持靜動密封點的密封性。
       3.定期對需潤滑的部件添加潤滑油。
       4.定期對氣源或液壓過濾系統進行排污和清潔工作。
       5.定期檢查各連接點的連接情況,腐蝕情況,必要時應更換連接件。
      
       控制閥的定期校驗

       控制閥預見性維護工作尚未開展的單位,應對控制閥進行定期校驗。定期校驗工作是預防性維護工作。
       根據不同工藝生產過程,控制閥的定期校驗應有不同的校驗周期?山Y合制造商提供的資料確定各控制閥定期校驗的周期。通?稍诠に嚿a過程進行大修的同時進行。一些控制閥應用在高壓、高壓降或腐蝕性較強的場合時,檢驗周期要縮短。
       檢驗的內容主要是控制閥靜態性能測試,必要時可增加相應的測試項目,例如控制閥流
    量特性的測試等。定期校驗需要有關測試設備和儀器,還需要有更換的部件,因此,通?晌兄圃鞆S商完成。

       控制閥的維修

    控制閥維修分應急維修、定期維修和預見性維修。應急維修是控制閥出現故障,不能滿足工藝操作要求時的維修。定期維修通常包括日常維修和與工藝停車大修同時進行的維修。預見性維修是根據預見性維護的分析結果,有針對性地對有關控制閥部件的維修。應急維修是控制閥發生故障后的維修,定期維修和預見性維修是控制閥發生故障前的維修。
      
       控制閥的定期維修

       通常,控制閥的日常維修由儀表維修人員進行,與大修同時進行的定期維修由制造技術人員進行。

       控制閥的日常維修

       控制閥日常維修工作包括下列內容。
       1.消除應力。由于安裝或組合不當造成各種應力。例如,高溫介質產生熱應力,安裝時緊.固力不平衡造成應力等。應力的不平衡作用在控制閥上,使控制閥閥桿、導向件變形,不能正確與閥座對中造成泄漏,變差增大等。因此,在日常維修中應進行消除應力的維修工作。
       2.清除鐵銹和污物。經常檢查控制閥連接管道內有無鐵銹、焊渣、污物等,發現后應及時清除。因為這些污物會造成控制閥閥芯和閥座的磨損,影響控制閥的正常運行。通常,可在控制閥前加裝過濾網等過濾裝置,并定期清洗。
       3.檢查控制閥支撐?刂崎y支撐使控制閥的各部件處于不受重力等影響的位置。如果支撐不當會造成控制閥閥桿與閥座不能對中,使變差增大,密封性能下降。因此,應檢查控制閥支撐是否合適。
       4.清除氣源、液壓油等供應能源的污物。氣源、液壓源是控制閥運行的能量來源。儀用壓縮空氣、液壓油中所含的雜質會堵塞節流孔和管道,造成故障。因此,定期檢查氣源、液壓油,定期對過濾裝置進行排污十分重要。
       5.齒輪傳動裝置的檢查。對手輪機構、電動執行器和液動執行器的齒輪傳動裝置應定期檢查,添加潤滑劑,防止咬卡現象發生。應檢查制動和限位裝置是否靈活好用。
       6.填料函檢查。應檢查填料的磨損情況和壓緊力,定期更換填料函,保證填料能夠在起到密封的同時,減少其摩擦力的影口向。對無油潤滑的填料函不應添加潤滑油。
       7.安全運行的檢查。對在爆炸性危險場所使用的控制閥和有關附件應檢查其安全運行情況例如,密封蓋是否擰緊,安全柵的運行情況,電源供應情況等,保證控制閥及有關附件能夠安全運行。
       8.運輸和保管?刂崎y在運輸和保管期間,應用專用支架固定,防止松動;安裝在控制閥上的有關附件,如閥門定位器、手輪機構等應牢固,應防止與控制閥連接的反饋桿等部件受到外力損傷;各連接接口應用塑料膜封套,防止外物侵入;控制閥的連接口可用配套法蘭和盲板密封,也可采用黏性紙密封,防止外物侵入。運輸時應加裝牢固的木箱,并采取防風沙、雨水和粉塵等惡劣運輸環境條件的影響。運輸和保管的環境條件應滿足產品說明書要求。
      
       日常維修的主要內容

       控制閥和附件日常維修的主要內容如下。
       1.氣動執行機構膜片的更換。氣動薄膜執行機構的膜片在運行過程中受到伸縮,因此,容易疲勞損壞。更換時應采用同規格的橡膠膜片,固緊時應使膜片受力均勻,防止泄漏和壓壞膜片。
       2.研磨。閥芯與閥座之間在運行一定時間后造成泄漏,汽缸的活塞與缸體之間也會造成內部泄漏,這時應進行研磨?蛇M行手工研磨、機械磨削、鍍層處理和鑲套等方法,研磨用的金剛砂粒度應合適,研磨力應均勻和合適。經研磨后,應進行拋光,并滿足所需光潔度和精度要求,滿足閥芯與閥座的對中要求等,在總裝后需進行密封性測試。
       3.填料函更換。填料函更換時應采用同類型的填料函,更換時應小心將填料勾出,正確拆除填料,防止對閥桿造成損傷。新填料函的安裝應按照說明書要求,切口應錯位,防止閥桿的螺紋對填料的刮傷,填料的壓緊力應均勻和合適,防止造成應力和增大摩擦力。
       4.傳動部件的更換?刂崎y和附件中的傳動部件如果部分磨損可進行部件更換、修復等。在更換和修復后應保證傳動靈活,傳動間隙盡量小。
       5.氣動放大器的清洗。因儀用壓縮空氣內的污物造成氣動放大器的節流孔堵塞時應對節流孔進行清洗,可采用合適的鋼絲進行疏通和清洗;匮b時,放大器膜片應受力均勻,防止造成堵塞或泄漏?赏ㄟ^調節鋼珠的壓緊力調整放大器增益,防止共振。

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