控制閥知識

發(fā)布時間：2009-09-22 來源：揚子工具集團 瀏覽次數(shù):48300

上閥 蓋，在核工業(yè)中應用時，也采用填料和波紋管組成雙重密封系統(tǒng)，保證系統(tǒng)不發(fā)生泄漏。 角行程控制閥的填料系統(tǒng)與上述用于直行程控制閥的填料系統(tǒng)類似。由于上閥蓋等組件

結構的變化使填料腔在閥體的位置有所變化，但基本結構不變。圖4和圖5是用于角行程控制閥的部分填料系統(tǒng)結構圖。 圖4 采用PTFE填料的結構 圖5 采用石墨填料的結構 在填料結構設計和應用時應注意下列事項。 1.不同填料函和填料結構適用于不同的應用場合。合理選用填料函和填料結構可在達到所需密封條件下降低摩擦，延長使用壽命。 2.填料結構中，填料層數(shù)和長度并不是越多越好，通常填料長度是閥桿直徑的1，5倍。 3.提高閥桿和填料腔的加工光潔度和表面精度十分重要，對PTFE填料，閥桿或填料腔光潔度不夠會使密封下降，造成泄漏量增大。 4.填料結構設計應能夠自動調(diào)節(jié)壓緊力，補償由于磨損等造成壓緊力的下降，要有利于現(xiàn)場維護和安裝。 5.控制閥的安裝不當會造成摩擦不均，例如水平安裝使閥桿自重對水平線下部的填料造成壓力，增大摩擦，而水平線上部的填料因壓緊力降低而使密封性能變差。 控制閥結構特點從結構看，控制閥的特點如下。 1.控制閥有各種不同類型，它們的適用場合不同，因此，應根據(jù)工藝生產(chǎn)過程的要求合理選擇控制閥類型。 2.控制閥分氣開和氣關兩類。氣開控制閥在故障狀態(tài)時關閉，氣關控制閥在故障狀態(tài)時打開�？刹捎靡恍┹o助設備組成保位閥或使控制閥自鎖，即故障時控制閥保持故障前的閥

門開度。 3.氣開和氣關的方式可通過正、反作用的執(zhí)行機構類型和正體、反體閥的組合實現(xiàn)，在使用閥門定位器時，也可通過閥門定位器實現(xiàn)。 4.各種控制閥結構不同，各有特色。從控制閥應用看，發(fā)展方向如下。 a．精小型執(zhí)行機構：可降低成本，提高流通能力。 b．套筒導向：采用套筒導向，有利于對中，有利于降低摩擦，有利于降噪，有利于流量特性的互換。 c．平衡式閥芯：為降低執(zhí)行機構推力或推力矩，采用平衡式閥芯是重要的，它對系統(tǒng)的動態(tài)性能也有改善。 d．一體化閥芯和閥座：為克服雙座閥密封性差的缺點，采用相同材質(zhì)的一體化閥芯和閥座組成閥內(nèi)件，將泄漏量和不平衡力同時減到最小。 e．簡單流路：流路簡單，流阻減小，不僅可使閥兩端壓損下降，而且可降低成本。L密封和摩擦：密封性能和摩擦性能是矛盾的兩方面，控制閥設計中不僅要解決密封問題，對摩擦和壽命等性能指標也必須重視。因此，近年來，填料函和填料結構的研究得到重視，旋轉型控制閥得到較廣泛應用。 g．降低噪聲：采用多種方式降低控制閥噪聲，例如，采用降噪套筒和閥芯，采用多級閥芯，采用降噪限流板，采用擴展器等。 h，采用與管道同直徑的控制閥和限制流通能力的閥內(nèi)件:大閥體有利于降低閥人口壓力和出口流體流速，不需安裝異徑管等附加管件，有利于降低成本，通過更換流通能力大的閥內(nèi)件，可擴展流通能力，通過選用限制流通能力閥內(nèi)件可糾正計算口徑過大的錯誤。 i在數(shù)字化信息化時代，將較多采用智能閥門定位器或通過數(shù)字控制器等實現(xiàn)非線性規(guī)律，補償被控對象非線性，將較少選用控制閥流量特性來補償被控對象非線性。 5.閥內(nèi)件的材料隨溫度變化，因此，應考慮不同溫度下熱膨脹造成的影響，也要考慮在高溫下耐壓等級的變化等，應考慮材料的耐腐蝕性、抗疲勞性等性能。 七、控制閥的維修 1.控制閥的故障分析

控制閥在正常運行過程中出現(xiàn)各種故障，它們可來自執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)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(zhí)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(xiàn)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(zhì)不合適。由于填料材質(zhì)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(nèi)，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(chǎn)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(nèi)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(zhí)行機構的氣密性造成的故障執(zhí)行機構的氣密性造成的故障表現(xiàn)為響應時間增大，閥桿動作呆滯。分析如下。 1.氣動薄膜執(zhí)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(zhí)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(zhí)行機構的活塞密封環(huán)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(huán)，并檢查汽缸內(nèi)壁有否磨損。 3.氣動薄膜執(zhí)行機構的膜片破損。表現(xiàn)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(xiàn)為控制閥動作不穩(wěn)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(zhí)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(zhí)行機構。 電動執(zhí)行機構的故障電動執(zhí)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(fā)出糊味。故障處理方法是更換損壞的元器件。 調(diào)節(jié)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(tǒng)的控制品質(zhì)變差。例如，在小流量和大流量時，控制系統(tǒng)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(tǒng))小流量時，控制系統(tǒng)能夠正常運行，但大流量時控制系統(tǒng)呆滯�；蛐×髁繒r控制系統(tǒng)極靈敏，甚至出現(xiàn)振蕩和不穩(wěn)定，但在大流量時，控制系統(tǒng)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(nèi)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(tǒng))o小流量時控制系統(tǒng)運行正常，大流量時控制系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩或不穩(wěn)定現(xiàn)象�；蛐×髁繒r控制系統(tǒng)呆滯，大流量時控制系統(tǒng)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(nèi)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(shù)選擇不當。選用的額定流量系數(shù)過大或過小，使控制閥可調(diào)節(jié)的最小或最大流量變大或變小，不能滿足工藝生產(chǎn)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(zhì)變差。故障處理方法是重新核算控制閥流量系數(shù)，安裝符合要求的控制閥。例如，直接根據(jù)工藝管道直徑選配控制閥造成額定流量系數(shù)過大，由于生產(chǎn)規(guī)模擴大造成額定流量系數(shù)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(xiàn)為噪聲增大，污物容易積聚在閥體內(nèi)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(nèi)件膨脹系數(shù)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(nèi)泄漏造成可調(diào)比下降，嚴重時使控制系統(tǒng)不能滿足工藝操作和控制要求。外泄漏造成環(huán)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(xiàn)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(nèi)件，更換或研磨閥芯、閥座、閥芯堆焊硬質(zhì)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(guī)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(nèi)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(zhí)行機構與調(diào)節(jié)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(xiàn)較大機械噪聲。故障發(fā)生后，控制系統(tǒng)不能正常進行調(diào)節(jié)，被控變量出現(xiàn)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(huán)的特性變差。由于閥門定位器處于串級控制系統(tǒng)的副環(huán)，因此，有一定的適應能力。閥門定位器的故障表現(xiàn)為控制系統(tǒng)不穩(wěn)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(xiàn)象與控制閥流量特性不合適造成的故障現(xiàn)象類似，它使控制系統(tǒng)在不同工作點處出現(xiàn)不穩(wěn)定或呆滯現(xiàn)象。故障處理方法是根據(jù)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(diào)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(jié)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(tǒng)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。因此，故障處理方法是檢查和疏通放大器節(jié)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(qū)增大，不能正確及時反映閥位的反饋信號。因此，控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)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(tǒng)常見故障氣動控制閥的氣源質(zhì)量不良是最常見的氣動系統(tǒng)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(nèi)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(wǎng)眼堵塞，使過濾器不能工作；管內(nèi)銹屑進入閥門內(nèi)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(wěn)定；水滴侵入閥體內(nèi)部，造成動作不良；水滴進入元器件內(nèi)部，使不能順利運轉；水滴沖洗潤滑油，使?jié)櫥�不良，閥門動作失靈，執(zhí)行元件運轉不穩(wěn)定；閥內(nèi)滯留水滴造成流量不足，壓力損失增大；發(fā)生水擊現(xiàn)象引起元器件損壞。 3.環(huán)境。從排氣口向外放出的泄放水，污染環(huán)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�？刹捎玫某�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(xiàn)油霧狀混入壓縮空氣，并經(jīng)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(zhí)行元件輸出力不足；密封圈泡油發(fā)脹，摩擦力增大，閥不能動作或執(zhí)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(zhí)行元件動作不良。 2.環(huán)境。工業(yè)原料化學藥品直接接觸空氣的場所使原料化學藥品性質(zhì)變化；工業(yè)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(huán)境，由于閥門和執(zhí)行元件密封部分的泄漏油造成環(huán)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�件摩擦并磨損和卡死，動作失靈和不能換向；影響調(diào)壓的穩(wěn)定。 2.執(zhí)行元件。執(zhí)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(jié)流件的氣動元器件。使噴嘴擋板的節(jié)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(yǎng)�？刂崎y作為自動化控制系統(tǒng)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(xiàn)故障時才進行維護的一種維護方法。由于設備發(fā)生故障才維護因此，常常造成生產(chǎn)過程停車，嚴重時甚至出現(xiàn)設備損壞或人員傷亡等。被動性維護是生產(chǎn)過程所不希望的維護，預防性維護是根據(jù)過去的運行經(jīng)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(jù)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(xiàn)故障時就進行維護。由于故障沒有發(fā)生就進行維護，因此，可大大降低故障發(fā)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(shù)據(jù)分析出發(fā)，預見該控制閥的狀態(tài)，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(guī)程和控制閥產(chǎn)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(chǎn)過程中的作用，熟悉工藝生產(chǎn)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(nèi)容 控制閥日常維護工作內(nèi)容分為巡回檢查和定期維護兩部分，巡回檢查工作內(nèi)容如下。

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