在自动化程度高的化工控制系统中,调节阀作为自动调节系统的终端执行装置,接收控制信号,实现对化工过程的调节。其动作灵敏度直接关系到调节系统的质量。据现场实际统计,约70%的故障是由调节阀引起的。因此,在日常维护保养中,对影响调节阀安全运行的因素及对策进行总结分析。
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调节阀经常出现的问题是卡死,多出现在新调试系统和大修初期。由于管道中有焊渣、铁锈等原因,节流孔和导向部分堵塞使介质流动不畅,或检修调节阀。中间填料太紧,造成摩擦增大,导致小信号不动作,大信号动作过多的现象。
故障排除:辅助管路或调节阀可快速启闭,使污物被辅助管路或调节阀中的介质冲走。另一种方法是用管钳夹住阀杆。施加信号压力时,正反旋转阀杆,使阀芯闪过卡。如果不是,则增加气源压力以增加驱动功率并上下移动几次即可解决问题。如果还是不行,就需要拆机了。
2. 泄漏
2.1 阀门内漏,阀杆长度不合适
气阀开启时,阀杆过长,阀杆向上(或向下)距离不够,造成阀芯与阀座有间隙,接触不足,导致关闭松动和内部泄漏。同样,空气截止阀的阀杆过短,导致阀芯与阀座之间有间隙,不能充分接触,导致关闭松动,内漏。
解决方法:调节阀的阀杆应缩短(或加长),使调节阀的长度合适,使其不再泄漏。
2.2 填料泄漏
填料装入填料函后,通过压盖对其施加轴向压力。由于填料的可塑性,它产生径向力并与阀杆紧密接触,但这种接触不是很均匀。有的零件接触松散,有的零件紧密接触,甚至有的零件不接触。调节阀在使用过程中,阀杆与填料之间存在相对运动,这种运动称为轴向运动。在使用过程中,受流体介质高温、高压和强渗透性的影响,调节阀的填料函也有部分泄漏现象。填料泄漏的主要原因是界面泄漏。对于纺织品包装,也会有泄漏(压力介质沿着填料纤维之间的微小间隙向外泄漏)。阀杆与填料的界面泄漏是由填料接触压力逐渐衰减和填料本身老化引起的。此时,压力介质会沿着填料与阀杆的接触间隙向外泄漏。
解决方法:为使填料便于安装,对填料函顶部进行倒角,并在填料函底部放置一小间隙的耐腐蚀金属保护环(与填料的接触面不能与填料接触)斜面)以防止填料受到介质滚出的压力。填料函与填料接触的各部分金属表面应进行精加工,以提高表面光洁度,减少填料磨损。填料采用柔性石墨,具有气密性好、摩擦小、长期使用变化小、磨损小、维修方便等优点。压盖螺栓重新拧紧后,摩擦力不变,耐压耐热性能好,不受内部介质腐蚀,与阀杆和填料函接触的金属不发生点蚀或腐蚀。这样,有效地保护了阀杆填料函的密封,保证了填料密封的可靠性和长期性。
2.3 阀芯、阀座变形泄漏
阀芯和阀座泄漏的主要原因是调节阀在生产过程中存在铸造或锻造缺陷,会导致腐蚀加剧。腐蚀性介质的通过和流体介质的冲刷也会引起调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或空化的形式存在。当腐蚀性介质通过调节阀时,会对阀芯和阀座材料产生冲蚀和冲击,使阀芯和阀座呈椭圆形或其他形状。久而久之,阀芯与阀座就会不匹配,产生缝隙,关闭不严就会发生泄漏。
解决方法:关键是控制阀芯和阀座的材料选择和质量。选用耐腐蚀材料,坚决杜绝麻点、沙眼等次品。如果阀芯和阀座变形不太严重,可以用细砂纸打磨,消除痕迹,改善密封光洁度,提高密封性能。如果损坏严重,应更换新阀门。
3. 振荡
调节阀弹簧刚度不足,调节阀输出信号不稳定,变化剧烈,容易引起调节阀振荡。也有人说阀门选择的频率与系统频率相同或管道和底座剧烈振动,导致调节阀振动。选用不当,调节阀在小开度时,流阻、流量、压力变化剧烈。当阀门刚度超过阀门刚度时,稳定性变差,严重时发生振荡。
对策:振荡产生的原因是多方面的,具体问题具体分析。通过增加刚度可以消除轻微的振动。如果使用高刚度弹簧,则使用活塞致动器结构代替。管道与底座剧烈振动,可通过增加支撑消除振动干扰;阀门选择频率与系统频率相同,则更换不同结构的阀门;小开度工作引起的振荡是由于流量C值选择不当,需要重新选择流量C值较小的型号或采用分程控制或子母阀克服调节阀开度小。