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調節(jié)閥的預先維護及故障檢修指南
發(fā)布于：2019/11/6 8:58:26 點擊量：224
作 者： 鐘聲
摘 要： 從工程實用的角度概述了調節(jié)閥在安裝設定時應做的常規(guī)性維護和準備工作，并介紹了一些有關調節(jié)閥常見救障的維護檢修常識。
典型的調節(jié)閥維護方式有3種：
1）應答性維護（Reacitive Maintenance）；
2）預防性維護（Preventive Maintenance）；
3）預估性（Predictive Maintenance）維護。
眾所周知，前兩種方式早已在工業(yè)控制領域得到廣泛應用，而第3）種方式卻是近十幾年才發(fā)展起來的模式。特別是通過借助計算機技術，先進的專家診斷系統(tǒng)使預估性維護更加簡單快捷。
調節(jié)閥的預先性維護（Preemptive Maintenance）是一種演繹過來的方式。它基于全面質量管理（Total Quality control）理論--事先花點時間做一些工作，把那些可能會發(fā)生的問題消除在萌芽狀態(tài)。預先性維護是安裝設定調節(jié)閥時的一個重要環(huán)節(jié)，也是延長調節(jié)閥使用壽命的關鍵因素之一。那么在安裝設定調節(jié)閥時應傲些什么前期準備工作，這些工作又能起什么作用？“預先性維護”將給您提供一些信息和答案。見表1。
表1 預先性維護
應做的工作 | 結果和作用 |
| 安裝前要保護好調節(jié)閥組件不受外界損傷 | 可防止連接法蘭端面泄漏、空氣管線泄漏以及由于空氣管線彎皺壓扁而導致調節(jié)閥的響應速度變慢 |
| 移去閥門的包裝物品（如固定物、保護塞或盞面罩等） | 避免因異物存在防礙調節(jié)閥正常工作，影響響應速度（變慢） |
| 安裝調節(jié)閥前應沖洗工藝管道，并進行水壓試驗 | 避免閥內組件1）受損、閥內部泄漏以及波紋管損壞 |
| 選用合適的法蘭墊圈 | 避免法蘭連接處外泄 |
| 在安裝調節(jié)閥時，應采用固定夾板（箍條）支撐閥門 | 防止因應（重）力作用導致調節(jié)閥附件出現故障而不能正常工作，并避免空氣管路泄漏 |
| 采用標準的閥門和執(zhí)行機構定位取向方式 | 防止軸套和密封件過早受損；另外也可使維護檢修以及操作使用管理更加方便簡單 |
| 在夾裝無法蘭（Flangeless或Wafer）閥體時，應注意控制緊固的力矩和均勻性 | 避免因緊過頭或緊固不均勻面損傷閥體和密封件 |
確保旋轉閥為打開狀態(tài)，且流道 （Flow Element）要高于轉軸 | 有助于使雜物沉集在閥底部，而不至于被帶入密封件和軸套內 |
| 在安裝調節(jié)閥和水壓試驗期間,要保護好波紋管不受損 | 這樣可避免經波紋管外泄 |
| 必要時應裝保溫材料 | 保持填料系統(tǒng)低冷，有助于避免經波紋管外泄 |
| 吹掃空氣管線 | 防止雜物損害閥門附件的性能，避免閥門行程速度受到影響（變慢） |
| 提供充足的供氣壓力和容量 | 供氣量不足會影響到閥門行程速度；而供氣壓力不足會導致閥門關不死、縮減行程或降低行程速度 |
| 盡可能靠近調節(jié)閥安裝電/氣轉換器 | 如果電/氣轉換器離調節(jié)閥太遠，將會增加滯后，降低行程速度2） |
| 避免電/氣轉換器分程 | 分程會增加滯后，降低行程速度 |
| 移去附件所有的包裝物和保護塞 | 包裝物和保護塞會影響附件的性能和閥門的行程速度 |
| 確保排氣管線有足夠量的氣排出 | 氣量不足（排氣不暢）會降低行程速度 |
| 正確調整臺座設定 （Benchset）3） | 如果沒有正確設定，將縮減行程、關不死閥門、以及降低行程速度 |
| 正確調整閥門行程 | 對于蝶閥，過行程（Overtravel）會導致密封件和閥蝶（Disc）損壞；對于旋轉閥，不正確的零點設置會導致閥內部泄漏大；行程不足（Undertravel）會影響閥的流通能力；對于滑動閥桿（sliding-stem）調節(jié)閥，不正確的行程調整程序會導致大的閥內部泄漏 |
| 正確調整填料系統(tǒng) | 不適當的填料裝填會導致行程縮減、動態(tài)響應差、經由填料系統(tǒng)的內/外部泄漏大 |
| 正確調校電/氣轉換囂和閥門定位器 | 不正確的調控或配置會導致行程縮減或太的閥內部泄漏 |
注：
1）閥內組件（trim）系指與工藝介質接觸的可拆內都零件，即閥芯、閥座、閥桿閥芯導向件、襯套及籠式閥芯、填料函（包括填料壓環(huán)、彈簧、液封環(huán)及填料底杯），而不包括填料、閥蓋、底法蘭、閥蓋及底法蘭與閥體間的密封墊片[4]。
2）有時為了方便維護檢修調校，會將若干個電/氣轉換器集中安裝在一個軌道上，然后把它們分別連接到不同距離的調節(jié)閥上。但如果距離太遠會影響調節(jié)系統(tǒng)的品質。根據經驗，如果電/氣轉換器后接閥門定位器，則距離應小于3ft（約9m）；如果電/氣轉換器不接閥門定位囂而直接連接執(zhí)行機構，則距離應小于10ft（約3m）。
3）又稱執(zhí)行機構臺座設定（Actualor Benchset），是與執(zhí)行機構彈簧（Actuator Sping）和膜片（或活塞）等部件有關的一項設定。設定的好壞將直接影響到閥座荷載（Set Load）、閥門行程范圍、行程速度以及閥座泄漏量（全關時的嚴密等級）等重要閥門工作性能參數。有時可利用執(zhí)行機構的彈簧調整器（Sping Adjustor，位于執(zhí)行機構彈簧座下）進行調整設定。一般應在調節(jié)閥出廠前或安裝前設定好。
如果調節(jié)閥控制品質不佳或者出現故障，應及時檢查和維修，以確保工藝操作正常運行，維護人身生命安全。但如何能快捷準確地查找出結癥并解決問題呢？“故障查找檢修指南”也許能給您一解決問題呢？“故障查找檢修指南”也許能給您些提示和幫助；見表2。
表2 故障查找檢修指南
癥狀和起因 | 解決辦法 |
| 1）填料泄露 | |
a）閥桿的表面光潔度1），清潔度有問題 | a）清潔并拋光閥桿，使其表面光潔度達到4mm2） |
| b）閥桿彎曲 | b）矯直閥桿，在全行程范圍內，閥桿運動的直線度3）應小于 0.002in(約50μm） |
| c）填料充填不夠緊密（或充填不足） | c）重新擰緊填料箱壓蓋螺母或者更換新的填料 |
| d）填料的類型或配置構成不對 | d）對照實際應用檢查核實填料的類型和配置構成，必要時應重新裝填 |
| e）填料堆積過高（石墨） | e）加裝調整襯墊（Spacer，一種特殊間隔定位墊圈），以降低填料高度，然后重新裝填 |
| f] 腐蝕且產生坑凹洞穴（石墨） | f）采用括牲墊圈4）。如果閥門的動作在2至3周以后仍遲緩，那么就應該換掉石墨填料 |
| g）填料壓環(huán)（或稱填料函壓蓋）磨損或翹起變形 | g）檢查并更換所有損傷部件，諸如填料壓緊法蘭，螺母和填料壓環(huán)等，使整個填料系統(tǒng)保持高性能狀態(tài) |
| 2）閥門對控制信號不響應 | |
a）無儀表空氣供給或者供氣壓力不足；或執(zhí)行機構內出現泄露 | a）根據檢查調節(jié)系統(tǒng)核對是否所有的供氣閥門都已打開？測量并核實供氣壓力是否滿足要求；在各密封端接縫處或膜片處聽竄氣( 或漏氣）的聲音。修理或更換損傷的部件 |
| b）供氣入口管路上的電磁閥關閉 | b）通電激磁驅動電磁閥。如果發(fā)現電磁閥有故障不動作，修復它 |
| c）無控制信號輸入 | c）無控制信號輸入可能說明熔斷器燒壞了。更換它 |
| d）供氣管路彎皺（卷曲，壓扁），破損 | d）檢查所有的供氣管線，核對它們是否彎皺（卷曲，壓扁），破損？修理或更換損壞的管線 |
| e）供氣管路上的管件泄漏 | e）檢查所有管件是否泄漏如果有泄漏，將其擰緊或更換 |
| f）流向不對，導致閥芯承受特別大的負荷 | f）倘若閥門僅僅是被安裝在管道上，那么就應查看調節(jié)閥的流向箭頭，確認工藝介質是按正確的方向流過，如果條件舍適，應將流向反向 |
| g）空氣管路連接不對 | g）檢查活塞執(zhí)行機構（Piston Achuator）的出入氣路，確認供氣管路沒有被錯接到排氣口（或者確認排氣口沒有被錯接到供氣管路）當然還應檢查所有的空氣連接管路 |
| h）填料系統(tǒng)的部件制約了閥桿或轉軸的運動 | h）檢查填料系統(tǒng)的密封壓圈（Gland）。密封壓圈的使用配置不當是制約閥桿或轉軸運動的一個主要原因。必要時應更換填料系統(tǒng)的部件，并將閥內組件擦拭光潔 |
| i）閥門定位器或電/氣轉換器受損（故障） | i）檢查閥門定位器及電/氣轉換器，看是否能手動改變它們的輸出值。如果不能，則表明它們有故障，修理或更換 |
| j）填料太緊 | j）導向件（Guides）裝填或裝配得過緊會導致很大的摩擦阻力，從而阻礙閥門的動作。松開填料系統(tǒng)進行潤滑、轉動（閥桿），然后重新擰緊 |
| k）閥內組件損傷；閥芯被卡死在閥座內 | k）更換或者修復受損傷的閥內組件，破損部件可能可以將其研磨拋光后再用；用人工或機械加工方式將閥芯從閥座中拔出，修復或更換破損的部件 |
3）閥門不能打開至額定行程 | |
a）供氣壓力不足 | a）核實是否有足夠的供氣壓力 |
| b）執(zhí)行機構或附件存在泄漏 | b）將執(zhí)行機構、空氣管線、管件和附件的所有泄露問題解決 |
| c）閥門定位器或電/氣轉換器的調校不正確 | c）正確調校閥門定位器和電/氣轉換器 |
| d）行程調整不正確 | d）重新調整閥門行程 |
| e）執(zhí)行機構彈簧的額定彈簧范圍（又稱彈簧剛性）不對 | e）更換執(zhí)行機構彈簧 |
| f）臺座設定不正確 | f）調整臺座設定 |
| g）閥桿或轉軸彎曲 | g）更換彎曲的閥桿或轉軸 |
| h）閥內組件受損 | h）更換損傷的閥內組件 |
| i）閥內組件中有雜物 | i）清潔閥內組件 |
| j）流向不對 | j）將流向反向 |
| k）執(zhí)行機構選配太小（作用的有效面積太小） | k）更換執(zhí)行機構 |
l）填料系統(tǒng)摩擦阻力太大 | l）松開填料系統(tǒng)進行潤滑、轉動（閥桿），然后重新擰緊 m）重新調整定位手動機構或行程止擋 |
| 4）閥門的行程動作靈敏度低或遲緩 | |
a）填料系統(tǒng)摩擦阻力太大 | a）重新調整或更換填料 |
| b）閥桿或轉軸彎曲 | b）更換彎曲的閥桿或轉軸 |
| c）供氣壓力不足 | c）增大供氣壓力 |
| d）供氣量不夠 | d）換管徑更大一點的供氣管（推薦管徑為1/4in~3/8in，1in=25.4mm）或增大供氣閥的流通能力 |
| e）附件的規(guī)格尺寸不夠要求 | e）增大附件的流通能力 |
| f）活塞式執(zhí)行機構內摩擦阻力太大 | f）清潔并拋光活塞氣缸的內壁，并將過余的潤滑油脂清除 |
| g）( 密封）軸套摩擦阻力太大 | g）修復或更換受損傷的（密封）軸套 |
| h）閥門定位器響應慢 | h）修復或更換閥門定位器 |
| 5）閥門的行程動作跳躍 | |
a）填料密封或軸套制約行程動作 | a）松開填料系統(tǒng)進行潤滑。更換或修復密封部件和軸套 |
| b）可能放大器7）的旁路需調整 | b）調節(jié)放大器的旁路 |
| c）閥門定位器可能有故障 | c）修復或更換閥門定位器 |
| d）閥門定位器的增益可能太高 | d）調整增益放大系數或換成低增益型的閥門定位器 |
| 6）旋轉閥不旋轉（旋轉閥除了有第 2）、3）條中已涉及的那些問題外，還有下列一些特有的問題） | |
a）旋轉葉片式執(zhí)行機構（Rotary Vane Actuator）的止擋設定不對 | a）重新調整執(zhí)行機構的止擋 |
| b）轉軸斷裂 | b）更換轉軸 |
| c）閥座污穢或閥座被侵蝕可能導致閥桿或者閥門的凸輪楔桿（C 鋤 Jam）斷裂 | c）更換或清潔部件 |
| d）工藝操作條件改變了 | d）重新檢查執(zhí)行機構的規(guī)格尺寸和閥門的可使用范圍 |
| 7）流量調節(jié)控制不佳（轉軸式閥桿和滑動式閥桿）——亦可參見第4）、5）條中有關“響應靈敏度低”和“跳躍動作”行程 | |
| a）籠式閥芯（Cage）變形 | a）更換籠式閥芯 |
| b）活塞環(huán)（Piston Ring）損壞 | b）更換活塞環(huán) |
| c）沖蝕磨損、腐蝕以及氣蝕會侵蝕改變閥內組件的輪郭外形 | c）解決這些蝕變的根源，更換損壞部件 |
| d）調節(jié)閥的流向可能安裝反了 | d）將管道上的調節(jié)閥反向安裝 |
| e）流量特性選擇不正確 | e）修正流量特性 |
f）調節(jié)閥（組件）本身性能差 | f）應按控制要求選用合適的調節(jié)閥（組件） |
注：
1）表面光潔度（Finish）目前習慣上稱作表面粗糙度（Surface Roughness）。
2）“rms”是指均方根（Rq，root-mean-squared）。它本身不是工程單位，是用來描述表面粗糙度（即微觀不平度）的一種統(tǒng)計計算方法。我國一般不用這種方法，而采用算術平均（Ro，arithmetical mean） 最大高度（Rj，maximum height）和十點高度（Rz，ten point height）等方法描述。Rq是指的最大值為4μm，表面粗糙度相當于我國舊標準的▽5-▽6。有關詳細解釋，可參閱參考文獻[2，3]。
3）直線度的定義解釋，可參閱參考文獻[3]。這里要求閥桿的直線度小于50μm，即公差值t=50μm。
4）犧牲墊圈又稱犧牲陽極墊圈或陰極保護墊圈或防蝕墊圈。
5）又稱人工操作器（Manual Operator），與手輪（Handwheel）同屬一類，為調節(jié)閥的附件，可用于正向或反向動作的執(zhí)行機構談裝置與可謂行程止擋同注6），用于限制閥門的全開或全關（即行程），或者給閥門手動定位——引自參考文獻[1]。
6）又稱行程止步器（Travel Stop），屬調節(jié)閥的附件。用于限制閥門的全開或全關（即行程）。
7）又稱放大器（Booster），屬調節(jié)閥的附件，太部分帶有旁路調節(jié)裝置。用于放大氣動輸出信號的壓力或氣量，以加快行程速度或增大氣動輸出信號的有效壓力。但如果使用不當，會產生不穩(wěn)定因素，導致閥門行程大的跳躍降低調節(jié)品質。
參考文獻：
[1] 美國費希爾控制設備公司.控制閥手冊.能源部電站閥門標準化技術委員會等譯.第二版
[2]GB 3505-83表面粗糙度 術語 表面及其參數
[3]（機械設計手冊）聯(lián)合編寫組編.機械設計手冊.上冊，第一分冊，第二版（修訂），北京：化學工業(yè)出版社
[4] 北京燕山石油化工公司基本建設指揮部/化學工業(yè)部化學工業(yè)設計公司合編.英漢石油化學工程圖解詞匯.北京：化學工業(yè)出版社
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