調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障因素:

1、前言

在自動化程度較高的化工控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥作為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置，接受控制信號實現(xiàn)對化工流程的調(diào)節(jié)。它的動作靈敏度直接關(guān)系著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計有70%左右的故障出自調(diào)節(jié)閥。因此在日常維護中總結(jié)分析影響調(diào)節(jié)閥安全運行的因素及其對策。

2、卡堵

調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問題是卡堵，常出現(xiàn)在新投運系統(tǒng)和大修投運初期，由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(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。

故障處理：可迅速開、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥，讓臟物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿，在外加信號壓力情況下，正反用力旋動閥桿，讓閥芯閃過卡處。若不能則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。如若仍不動作，則需解體處理。

3、泄漏

3.1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）的距離不夠，造成閥芯和閥座之間有空隙，不能充分接觸，導(dǎo)致關(guān)不嚴而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短，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。

解決辦法：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。

3.2 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，使其產(chǎn)生徑向力，并與閥桿緊密接觸，但這種接觸是并不是非常均勻的。有些部位接觸的松，有些部位接觸的緊，甚至有些部位沒有接觸上。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。

解決對策：為使填料裝入方便，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)（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。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工，以提高表面光潔度，減少填料磨損。填料選用柔性石墨，因其具有氣 密性好，摩擦力小，長期使用后變化小，磨損的燒損小，維修容易，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，保證了填料的密封的可靠性和長期性。

3.3 閥芯、閥座變形泄漏。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)的沖刷也可造成調(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、閥座不配套，存在間隙，關(guān)不嚴發(fā)生泄漏。

解決方法：關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料，對麻點、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重，可經(jīng)過細砂紙研磨，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。

4、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。還有說選閥的頻率與系統(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，調(diào)節(jié)閥工作在小開度存在著急劇的流阻、流速、壓力的變化，當超過閥剛度，穩(wěn)定性變差，嚴重時產(chǎn)生振蕩。

解決對策：由于產(chǎn)生振蕩的原因是多方面的，因此具體問題具體分析。對振動輕微的振動，可增加剛度來消除。如選用大剛度彈簧，改用活塞執(zhí)行結(jié)構(gòu)。管道、基座劇烈震動通過增加支撐消除振動干擾；選閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同，則更換不同結(jié)構(gòu)的閥；工作在小開度造成的振蕩，則是選型不當流通能力 C值選大，必須重新選型流通能力 C值較小的或采用分程控制或子母閥以克服調(diào)節(jié)閥工作在小開度。

5、閥門定位器故障

5.1 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，容易受溫度，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，是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)場下發(fā)生改變，造成調(diào)節(jié)閥非線性導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。

5.2 智能定位器由微處理器(cpu)、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器及等部件組成，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的測試

調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障解決對策：

調(diào)節(jié)閥在使用過程中的優(yōu)點

（1）動作敏捷，能夠及時完成各項調(diào)節(jié)命令；

（2）和大氣缸搭配使用，有較大矩推動力；

（3）在惡劣的工作環(huán)境下的性能較穩(wěn)定，能夠正常運行；

（4）安全性能高。調(diào)節(jié)閥的正常工作與否和工作敏捷性會對生產(chǎn)質(zhì)量和效率有直接影響作用。

    因此，對于調(diào)節(jié)閥在使用過程中發(fā)生故障的影響因素的分析和解決對策尤為重要。

1 調(diào)節(jié)閥發(fā)生的常見故障及其影響因素1.1卡堵

卡堵是調(diào)節(jié)閥中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，經(jīng)常發(fā)生在新投入運行的系統(tǒng)和經(jīng)過大修重新投運時期。這是由于管道內(nèi)部焊渣、鐵屑等雜質(zhì)在節(jié)流口和導(dǎo)向部位聚集而產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。發(fā)生卡堵后，會使介質(zhì)流通不暢或者調(diào)節(jié)閥在檢修中填料過緊，使摩擦力變大，產(chǎn)生小信號不動作、大信號動作過頭的現(xiàn)象。

1.2調(diào)節(jié)閥泄漏

調(diào)節(jié)閥泄漏一般包括閥內(nèi)漏、填料泄漏、閥芯和閥座變形導(dǎo)致的泄漏。（1）閥泄漏，是由于閥桿的長度不合適，氣開閥的閥桿長度過長，使閥桿向上或者向下的距離太短，導(dǎo)致閥芯和閥座之間存在空隙，沒有完全接觸，從而產(chǎn)生閥內(nèi)漏現(xiàn)象。（2）填料泄漏，將填料裝到填料函，會對調(diào)節(jié)閥施加軸向壓力。由于填料發(fā)生塑性變形，會產(chǎn)生徑向壓力，與閥桿接觸緊密，但是接觸不均勻。調(diào)節(jié)閥在工作過程中，閥桿和填料間會發(fā)生軸向運動。在高溫、高壓的環(huán)境下，受到高滲透性流體介質(zhì)的影響，容易發(fā)生填料泄漏。（3）閥芯和閥座變形泄漏，主要是因為調(diào)節(jié)閥在生產(chǎn)過程中，鑄造或鍛造過程中的強腐蝕作用和腐蝕介質(zhì)通過流體介質(zhì)的沖刷。腐蝕作用主要是侵蝕和氣蝕。調(diào)節(jié)閥中通過高腐蝕性介質(zhì)時，會對閥芯和閥座進行侵蝕和沖擊，使之發(fā)生變形，隨著時間的推移，會產(chǎn)生閥芯和閥座不匹配的現(xiàn)象，他們之間存在間隙，而產(chǎn)生關(guān)不嚴而發(fā)生泄漏。

1.3調(diào)節(jié)閥振蕩

調(diào)節(jié)閥振蕩產(chǎn)生的原因是調(diào)節(jié)閥的彈簧剛度不足、調(diào)節(jié)閥輸出信號不穩(wěn)定而產(chǎn)生的急劇變動、調(diào)節(jié)閥的頻率和系統(tǒng)的頻率相同、管道和基座劇烈振動。還有調(diào)節(jié)閥選型不當，在調(diào)節(jié)閥小開度工作時，產(chǎn)生劇烈的流阻、流速和壓力的變化，當這種變化超過調(diào)節(jié)閥的剛度時，使調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性降低，嚴重的情況下會產(chǎn)生調(diào)節(jié)閥振蕩。

1.4調(diào)節(jié)閥不動作

調(diào)節(jié)閥不動作的故障現(xiàn)象包括：（1）無信號、無氣源。產(chǎn)生的原因是氣源沒有打開或者氣源發(fā)生故障，風(fēng)管堵塞或者減壓閥由于堵塞失效，壓縮機發(fā)生故障燈；（2）有氣源，無信號。產(chǎn)生原因是定位器由于波紋管破裂產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象而發(fā)生故障，或者轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障；（3）定位器無氣源。產(chǎn)生原因是過濾器、減壓器發(fā)生堵塞現(xiàn)象而失效；（4）定位器有氣源但是無輸出。產(chǎn)生原因是定位器節(jié)流孔內(nèi)有堵塞物而發(fā)生故障；（5）有信號，無動作。產(chǎn)生原因是閥芯脫落；閥桿彎曲或折斷。

1.5調(diào)節(jié)閥動作不穩(wěn)定

調(diào)節(jié)閥動作不穩(wěn)定原因是：（1）壓縮機容量太小，導(dǎo)致減壓閥發(fā)生故障，從而產(chǎn)生氣源壓力不穩(wěn)定的現(xiàn)象；（2）調(diào)節(jié)器不穩(wěn)定，控制系統(tǒng)的時間常數(shù)不合適，從而產(chǎn)生信號壓力不穩(wěn)定現(xiàn)象；（3）閥桿在運動中的摩擦阻力很大，在接觸過程中會發(fā)生阻滯現(xiàn)象；（4）定位器中放大器的球閥受臟物磨損關(guān)不嚴，耗氣量特別增大時會產(chǎn)生輸出震蕩；定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀。

1.6調(diào)節(jié)閥動作遲鈍

氣動薄膜在運行中發(fā)生破損泄漏，使閥桿在單方向動作時遲鈍；定位器反應(yīng)性能較弱，會導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動作遲鈍；調(diào)節(jié)閥內(nèi)有鐵銹等阻塞物，發(fā)生堵塞現(xiàn)象，使調(diào)節(jié)閥在軸向運動中動作遲緩；填料質(zhì)量差或者填料填充太緊密。使摩擦阻力增大，從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動作遲鈍的現(xiàn)象。

2 調(diào)節(jié)閥的故障處理措施和調(diào)節(jié)閥的維護2.1調(diào)節(jié)閥的故障處理措施

（1）調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)卡堵問題后，要迅速開、關(guān)調(diào)節(jié)閥，使用流體介質(zhì)將堵塞物沖跑；還可以利用管鉗將閥桿夾緊，在外加信號壓力的作用下，正反用力將閥桿炫動，使閥芯閃過卡處。此時若不能解決卡堵現(xiàn)象，可適當增加外源壓力和驅(qū)動功率，進行反復(fù)的移動，若不能回復(fù)動作，則需要專業(yè)人員進行控制閥解體處理。

（2）調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏后，要適當調(diào)節(jié)閥桿的長度，使閥桿長度適合，不再產(chǎn)生內(nèi)漏；填料泄漏后，為了是填料便捷，需要在填料函頂端倒角，在填料函底部加入防腐蝕、間隙較小的金屬保護環(huán)，金屬保護環(huán)與填料的接觸面不能使斜面，防止填料受介質(zhì)壓力而被推出。填料函與填料接觸部分的表面要進行精加工，能夠提高表面光潔度，降低填料磨損。填料要選擇柔性石墨最佳，以內(nèi)柔性石墨的氣密性高、摩擦力小、長期使用后磨損小，并且容易維修，具有較高的耐壓性和耐熱性。閥芯和閥座變形泄漏，要嚴格選擇閥芯和閥座的材質(zhì)，要選擇耐腐蝕性高材料，要將存在麻點、沙眼等缺陷的產(chǎn)品提出掉，使閥芯和閥座有較高的密封光潔度，當閥芯和閥座磨損、損壞嚴重時，要更換新閥。

（3）調(diào)節(jié)閥振蕩，當振蕩比較輕微時，可以增加彈簧的剛度，例如調(diào)節(jié)閥選擇剛度大的彈簧；當管道、基座劇烈振動時，要增加支撐來消除振動干擾；閥的頻率與系統(tǒng)頻率相同要對調(diào)節(jié)閥進行更換。

（4）調(diào)節(jié)閥不動作時，要對減壓閥進行調(diào)整，使壓力達到規(guī)定的氣源壓力；對定位器接頭和管線的泄漏點進行檢查，緊固或者更換接頭和管線；檢查定位器的放大孔、節(jié)流孔并進行維修。

（5）調(diào)節(jié)閥動作不穩(wěn)定，要對信號管線、接頭、密封環(huán)等地方進行檢查，并消除泄漏；找到松動部件，并進行加緊；對摩擦力較大的部件添加潤滑油。

（6）調(diào)節(jié)閥動作遲緩，檢查摩擦力較大的部件，進行重新裝配；對填料壓蓋進行調(diào)整，并重新更換填料。

2.2調(diào)節(jié)閥的維護

調(diào)節(jié)閥在使用過程中發(fā)生故障，會對系統(tǒng)的正常穩(wěn)定地運行產(chǎn)生巨大危害，因此要對調(diào)節(jié)閥進行維護，降低調(diào)節(jié)閥故障的發(fā)生率。

（1）被動性維護，當調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后，要對調(diào)節(jié)閥進行檢修，查明故障原因，并進行及時維修。

（2）預(yù)防性維護，要對調(diào)節(jié)閥進行定期清洗，保持調(diào)節(jié)閥的衛(wèi)生和各個部件的完整耐用，定期對管道進行沖洗，要注意管道內(nèi)的堵塞物和垃圾等，對調(diào)節(jié)閥的固定接件進行定期檢查，保證部件的防腐蝕性能和潤滑性。在安裝調(diào)節(jié)閥時，減少安裝中的硬拉硬彎現(xiàn)象，降低壓力和減少變形。保持調(diào)節(jié)閥和壓縮機的距離，從振動源上減少振動。要定期對調(diào)節(jié)閥進行巡檢，要密切關(guān)注調(diào)節(jié)閥的運行情況，檢查填料是否泄漏，定期對填料添加潤滑油。

（3）預(yù)測性維護，通過智能儀表或者其他診斷設(shè)備來獲取調(diào)節(jié)閥的運行信息，加強調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)和診斷功能。通過智能儀表或其他診斷設(shè)備的診斷，能夠及時發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥存在的問題，并及時找到解決措施進行維護。加大智能型閥門定位器的開發(fā)和使用。

6、結(jié)束語

通過對調(diào)節(jié)閥故障原因分析，采取適當?shù)奶幚?、改進辦法，將大大提高調(diào)節(jié)閥的利用率，降低儀表故障率，對流程工藝的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的提高以及能源消耗的降低都有著重要作用，可有效提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量，從而確保生產(chǎn)裝置長周期運行