浅析气动调节阀故障分析及处理方法

[摘 要]调节阀是煤矿化工生产装置中主要仪表设备之一，在生产中起着至关重要的作用，它是否正常工作直接影响着生产的质量与安全。调节阀按能源形式分类有气动、电动、液动三类；按阀芯的流量特性分类有直线、等百分比、对数、抛物线等特性的调节阀。在日常生产维护中，气动调节阀常出现故障，一般与自身结构、材质等因素有关，也与其辅助装置、气源是否清洁及其他外界因素有关。本文我们将针对气动调节阀故障分析及处理方法问题展开论述与探究。

[关键词]调节阀；气动；故障；处理

中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0362-01

根据阀门动作方式，气动调节阀大致可以分为两种，即直行程和角行程。其工作原理是以压缩空气为动力源，以气缸作为执行器，同时借助电气阀门转换器、电磁阀、定位器等附件去驱动阀门，从而实现开关量或比例式调节，通过接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的压力、温度、流量等各种工艺参数。它具有结构简单、动作反应快速、性能稳定、价格低廉、维修方便、防火防爆等特点。正是由于这些特点，所以气动调节阀往往不引起重视，容易发生故障。

一、气动调节阀的工作原理

气动调节阀的执行机构接收外部控制信号，按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动阀体动作，阀体是直接与调节介质接触的，以控制介质的流量、液位、压力的工艺参数。调节阀在控制介质参数的工作过程中，按控制规律实现对流量、压力和液位的调节。气动调节阀的作用方式分气开和气关两种。有信号压力时阀关，无信号压力时阀开的为气关式，反之为气开式。

二、气动调节阀发生故障原因分析

气动调节阀常见的故障有很多，如调节阀没有动作、动作不稳定、迟钝、调节阀振动、调节阀关闭时泄漏量大以及流量可调范围小等，另外一种故障诸如执行机构的故障元件或者是阀的故障元件等。

1、调节阀没有动作

调节阀没有动作的原因主要有以下几点：

（1）气源没有开或者是出现了故障。

（2）风管堵塞或是过滤器、减压阀由于堵塞而失灵。

（3）定位器或者转换器出现了故障，譬如定位器波纹管破裂导致漏气，节流孔内有堵塞物等。

（4）薄膜破裂，弹簧断裂，调节网膜损坏。

（5）信号管破裂泄漏导致输入信号消失。

（6）阀芯脱落或阀芯与阀座卡死，或者是有冻结、焦块等脏物，阀杆弯曲或折断等。

2、调节阀动作不稳定

调节阀动作不稳定的原因有以下几点：

（1）由于压缩机容量太小，使得减压阀出现故障导致气源压力不稳定。

（2）调节器不稳定，没有控制好系统的时间常数，从而导致信号压力不稳定。

（3）阀杆在运动过程中受到很大的摩擦阻力，使得其它元件在与之相接触的时候，个别部位出现了阻滞现象。

（4）定位器中的放大器由于喷咀挡板不平行，致使挡板盖不住喷咀，还有可能是由于放大器的球阀没有关严，导致耗气量增大，从而产生了震荡。

（5）输出的管或线漏气等。

3、调节阀动作迟钝

调节阀动作迟钝原因有以下几点：

（1）定位器响应性能较差，虽然有些调节阀没有定位器，但是一般这样的气动调节阀也会出现调节阀动作迟钝的现象。

（2）调节阀体内有赃物，出现堵塞，导致阀杆在进行往复运动时，动作迟缓。

（3）气源压力低，或膜片、活塞环出现漏气。

（4）由于阀杆不平直或变形，致使摩擦阻力增大。

（5）填料质量不好，聚四氟乙烯填料变质硬化或石墨一石棉填料油干燥，还有就是填料加得太紧，加大了摩擦力等。

4、调节阀振动

调节阀振动的原因主要有以下两点：

（1）在小开度情况下选用了较大的调节阀，或是单座阀介质关闭方向与流向相反，导致气动调节阀在接近全闭位置时出现了振动。

（2）调节阀附近有振动源，支撑物不稳定，阀芯与衬套出现严重磨损等。

5、调节阀关闭时泄漏量大

调节阀关闭时渗漏量大原因有以下几点：

（1）阀杆与推杆连接不准确，阀杆弯曲后卡死导致阀杆未到全关位置。

（2）阀座与阀芯之间带有夹杂物或阀芯、阀座出现了严重磨损导致内部大量泄漏，阀芯因为夹杂赃物出现卡死现象，导致阀芯无法运作。

（3）阀芯导向性能较差，凡线有缺陷，只在局部有接触等。

（4）介质压差太大，设计压差小于工况压差，操作气压没达到标准，定位器在调试过程没有达到全行程，致使调节阀没有达到全闭状态。

（5）在阀座下方的垫片失去效力，没有起到相应的作用，调节阀体内腔有砂眼等。

6、执行机构的故障元件

执行机构故障元件原因主要有：

（1）执行机构由于弹簧长期不使用，导致生锈无法运作。

（2）执行机构刚性太小，在全关位置时可能会因为这个原因，导致阀芯被介质压差顶走。

（3）气动薄膜执行机构中由于膜片破损导致泄漏，以及在执行机构中出现“O”型密封泄漏等。

三、气动调节阀的处理与维护

气动调节阀的维护一般可以分为两类：故障处理和预防性维护。

1、故障处理

（1）调节阀由于体内有赃物或堵塞物出现不运作或动作迟钝等现象，这就要求对调节阀进行整机清洗，一般介质可以用水或水蒸气吹扫、浸泡等。

（2）执行机构中出现“O”型密封泄漏或膜片破损等情况，这就需要拆卸执行结构，从新安装新的膜片以及“O”型环，必要时对弹簧进行除锈。

（3）拆卸阀门，检查各个部件是否完好。如阀体内壁是否受损；阀芯、阀座节流面是否损坏；阀杆是否变形、弯曲；填料是否老化、变形等等。

（4）安装拆卸阀门完成后，对调节阀要进行性能测试，检查其气密性、密封性、耐压强度等。

2、预防性维护

预防性维护也是日常维护，它是对气动调节阀门发生故障前的计划性检修，主要包括在安装时可以采取预防性措施和在巡回检查时采取的预防性措施等。

（1）安装时预防性措施

①要经常清洗调节阀，保持调节阀的卫生，并且要确保各个部件的完整耐用；对管道的冲洗，要特别注意清除遗留在管内垃圾杂物等；定期检查调节阀的固定接件及螺丝等元件，并且要及时添加防腐油。

②安装调解阀时，要尽量避免用撬棒硬拉、硬弯管道，强硬把阀安装上去，否则会导致调节阀因长期承受压力，引起各种程度的变形。

③不要将调节阀与压缩机等动力大的机器靠的太近，避免振动源从而减少振动。

（2）巡回时预防性措施

①在巡回检查过程中，应该将注意力集中在调节阀的运行情况上。要使检查阀位指示器和调节器的输出保持吻合等，对有定位器的调节阀，对其电源情况则要经常进行检查。

②定期检查或加油，检查填料是否渗漏，大约三个月左右，需要在填料上添加一次油。

③定期要对调节阀进行清理，保持气源干净可靠，特别是气源管道内的铁锈及赃物要及时处理。

四、结束语

总的来说，随着科技的不断发展，气动调节阀应用的范围也越来越广泛，是组成工业自动化系统的重要环节。自动控制系统不能正常运行有三分之二是由于调节阀故障引起的，因此解决调节阀故障，加强调节阀的预防管理应该引起自动化控制技术人员的高度重视，气动调节阀能否正常运行对整个工业企业有着至关重要的影响。通过上文中对气动调节阀故障的原因分析，采取相应的处理方法，可以大大提高气动调节阀的利用率，提高生产效率和经济效益，降低能源消耗，从而确保生产稳定运行和生产装置的长周期运转。

参考文献

[1] 许宏阳.气动调节阀故障分析[J].炼油化工自动化，1997，01：78-79.

[2] 安延涛.大型压力调节阀的动态分析及故障检测研究[D].山东大学，2012.

[3] 杜聚武.调节阀的故障分析与处理[J].阀门，2005，04：36-38.

[4] 袁成友，杨国璋，郭海峰.电动调节阀的使用及故障分析与处理[J].中国井矿盐，2009，01：29-31.