控制閥常見的故障分析及解決方法
日期：2021/03/24
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控制閥在煉油及化工行業(yè)應(yīng)用廣泛，是生產(chǎn)過程中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調(diào)節(jié)設(shè)備。在控制閥的應(yīng)用中，計算和選型是前提，安裝和調(diào)試是關(guān)鍵，使用和維護(hù)是目的?？刂崎y如果選型不當(dāng)，安裝不當(dāng)或者調(diào)試不好，就起不到調(diào)節(jié)作用。因此熟悉掌握控制閥工作原理和維修技能相當(dāng)重要，今天小閥給大家介紹氣動控制閥常見的故障和處理方法。
控制閥原理
氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、薄膜為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并借助電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥，保位閥等附件，實現(xiàn)開關(guān)量或者連續(xù)調(diào)節(jié)，接收DCS的控制信號來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動閥主要分為氣開型和氣關(guān)型兩種，特點(diǎn)是控制簡單、反應(yīng)快速、本質(zhì)、不需要采用防爆措施。
控制閥故障形式及原因
氣動控制閥故障形式主要為：內(nèi)漏閥門不動作、開度波動較大、出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象、動作正常但流量未變化。原因主要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養(yǎng)不到位、閥門品質(zhì)問題、選型或者設(shè)計原因、氣動元件故障。
01
閥體故障及對策
常見故障
1）蝶閥金屬閥座損壞導(dǎo)致閥體被卡??；蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓滑絲，主要表現(xiàn)為閥軸看起來已經(jīng)動作但實際閥芯并未動作
2）球閥閥體內(nèi)部磨損導(dǎo)致閥門容易被卡或者閥門動作遲緩；球閥軟密封墊圈損壞導(dǎo)致閥門內(nèi)漏或者被卡。
3）半球閥閥軸軸套損壞導(dǎo)致閥門動作困難。
4）蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導(dǎo)致蒸汽泄漏；蒸汽閥消音板脫落，導(dǎo)致閥門經(jīng)常被卡住而且管道噪音異常大。
5）閥桿內(nèi)部磨損或者腐蝕導(dǎo)致閥門內(nèi)漏；閥桿填料處密封件損壞而泄漏。
原因?qū)Σ?/strong>
1）閥芯閥座泄漏的產(chǎn)生原因為閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕，執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用力太小，閥座螺紋被磨損而松動。故障處理方式：改善研磨結(jié)合面，調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥桿的連接，擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。
2）閥座環(huán)與閥體之間泄漏的產(chǎn)生原因為擰緊力矩太小，閥體表面光潔度差，墊片不合適，閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式：擰力，重新清洗和處理閥體，更換合適的墊片，重新將閥體焊接處理。
3）填料泄漏的產(chǎn)生原因為閥桿光潔度不好或者產(chǎn)生彎曲，填料蓋沒有壓緊或者填料類型不合理，填料層堆得太高，填料出現(xiàn)腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式：磨光閥桿并壓直，重新擰緊或更換填料；安裝間隔環(huán)，減少高度，改為性能好的填料，修理更換壓蓋及相關(guān)的法蘭螺栓等。
4）閥桿及閥振動而導(dǎo)致閥桿連接處脫開或者折斷，產(chǎn)生原因為力矩太大，銷子連接不合適。故障處理方式：改用閥芯閥桿整體件或者焊接閥芯，將連接件連接牢固，振動因數(shù)。閥振動的產(chǎn)生原因為密封填料泄漏，旁路未調(diào)好，定位器增益太高，支撐不好有振動源。故障處理方式：潤滑填料并調(diào)整，重新調(diào)整旁路，選用低增益型定位器，將閥固定牢固避開振動源。
1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)限位螺栓脫落導(dǎo)致氣缸漏氣，引起閥門不能動作或者動作遲緩，達(dá)不到預(yù)定開度。
2）氣缸O形密封環(huán)損壞導(dǎo)致漏氣，引起閥門動作困難或者不能動作。
3）氣缸活塞變形導(dǎo)致摩擦力增大，氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣，從而引起閥門動作困難。
4）氣缸帶動閥體動作的聯(lián)動機(jī)構(gòu)松脫或者生銹導(dǎo)致閥門動作困難。
5）氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導(dǎo)致閥門動作困難。
原因?qū)Σ?/strong>
1）活塞密封處泄漏的產(chǎn)生原因為氣缸光潔度太差；活塞環(huán)裝配密封性不夠，密封環(huán)使用溫度過高，密封件使用時間太長損壞。故障處理方式：研磨氣缸并重新調(diào)整氣缸限位螺栓，根據(jù)使用溫度重新選擇密封環(huán)，更換時應(yīng)正確安裝。
2）氣缸限位螺栓松動的處理方式：重新將螺栓擰緊。
3）活塞摩擦力大的處理方式：重新涂潤滑油，重新清洗及研磨氣缸和活塞。
4）閥門動作困難不能達(dá)到固定行程，執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧定值不夠或者彈簧損壞，限位塊位置不準(zhǔn)。處理方式：校準(zhǔn)、重調(diào)、更換彈簧。
常見故障
1）定位器電路板故障引起閥門動作不正常。
2）小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常，原因為儀表空氣潔凈度不高，或者有臟物進(jìn)入定位器內(nèi)部導(dǎo)致小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。
3）定位器比例閥損壞引起閥門動作異常。
4）滑動變阻器損壞導(dǎo)致閥門定位不準(zhǔn)，引起閥門動作出現(xiàn)異常，主要原因為環(huán)境溫度過高且有水等其他液體進(jìn)入導(dǎo)致變阻器損壞。
5）定位器氣源接口的O形密封環(huán)斷裂，導(dǎo)致斷裂的O形密封環(huán)卡住小滑閥閥桿，使之不能動作。
6）定位器葛蘭頭處密封性不好，導(dǎo)致定位器電路板進(jìn)水損壞。
7）因管道振動過大，周圍環(huán)境溫度過高，濕度過大，引起電路板出現(xiàn)故障。
原因?qū)Σ?br /> 1）葛蘭頭處密封問題導(dǎo)致定位器進(jìn)水引起電路板損壞。故障處理方式：提高葛蘭頭密封性，從而避免定位器內(nèi)部進(jìn)水導(dǎo)致電路板損壞。
2）因儀表空氣濕度大且灰塵較多，導(dǎo)致小滑閥進(jìn)入臟物而引起小滑閥磨損，從而使閥門動作不正常。故障處理方式：增加空氣過濾器以改善儀表空氣質(zhì)量。
3）因周邊溫度過高、濕度過大、振動過大導(dǎo)致滑動變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方式：將電路板和小滑閥及滑動變阻器分離，做成分離式閥門定位器。
4）因定位器O形密封環(huán)經(jīng)常斷裂，導(dǎo)致小滑閥閥桿被卡住，主要原因為氣源壓力過大，正常情況應(yīng)為0.5MPa左右，高于0.5MPa時會導(dǎo)致密封圈老化加快，容易損壞。故障處理方式：使氣源壓力保持在0.4MPa左右，另外需提供質(zhì)量更好的密封圈。
常見故障
1）工藝參數(shù)改變導(dǎo)致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。
2）因介質(zhì)原因?qū)е麻y體結(jié)垢，引起閥門動作異常。
3）因管道堵塞引起的閥門不能正常動作。
4）因設(shè)計選型原因，執(zhí)行機(jī)構(gòu)偏小，力矩不夠，閥門不能正常動作，閥體材質(zhì)不合適，導(dǎo)致閥體損壞。
原因?qū)Σ?br /> 1）壓差過大導(dǎo)致控制閥不能正常開啟。處理方式：在控制閥前后加裝1臺旁通閥。
2）因工藝原因閥體結(jié)垢而導(dǎo)致控制閥不能正常開啟。處理方式：增加沖洗水管，另外定期拆開閥門清洗閥體，必要時打磨閥芯。
3）管道堵塞導(dǎo)致控制閥不能動作。處理方式：優(yōu)化方式，盡量不使管道堵塞，另外拆開管道沖洗閥門。
4）關(guān)于設(shè)計選型問題。處理方式：在設(shè)計階段盡量優(yōu)化各種工藝參數(shù)，保證選型時不會因為工藝參數(shù)不準(zhǔn)導(dǎo)致選型出現(xiàn)問題。
常見故障
1）I/O卡件損壞沒有信號輸出導(dǎo)致控制閥不能動作。
2）DCS輸出信號不穩(wěn)定，導(dǎo)致控制閥開度波動，使控制閥動作不正常。
3）控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動導(dǎo)致信號不正常從而引起控制閥動作不正常。
4）由于保養(yǎng)不到位導(dǎo)致定位器進(jìn)水，氣缸腐蝕漏氣，氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制閥動作不正常。
5）由于巡查不細(xì)致，隱患未及時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致進(jìn)一步擴(kuò)大，終引起控制閥動作異常。
原因?qū)Σ?br /> 日常應(yīng)做好維修保養(yǎng)和巡檢工作，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理；當(dāng)控制閥開度出現(xiàn)波動時及時檢查PID參數(shù)設(shè)置是否正確并及時調(diào)整參數(shù)。
1）氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣導(dǎo)致氣源壓力偏低，使控制閥動作出現(xiàn)異常。
2）空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟導(dǎo)致控制閥動作出現(xiàn)異常。
3）氣源壓力偏低或者氣源未開導(dǎo)致控制閥動作出現(xiàn)異常。
原因?qū)Σ?br /> 1）更換質(zhì)量更好的氣源軟管或者空氣過濾器；定期巡檢，發(fā)現(xiàn)氣源軟管或者空氣過濾器有破損漏氣跡象時，或者濾芯過臟需找機(jī)會盡快更換。
2）調(diào)整氣源壓力滿足氣動閥門小氣源壓力要求。
控制閥原理
氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、薄膜為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并借助電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥，保位閥等附件，實現(xiàn)開關(guān)量或者連續(xù)調(diào)節(jié)，接收DCS的控制信號來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動閥主要分為氣開型和氣關(guān)型兩種，特點(diǎn)是控制簡單、反應(yīng)快速、本質(zhì)、不需要采用防爆措施。
控制閥故障形式及原因
氣動控制閥故障形式主要為：內(nèi)漏閥門不動作、開度波動較大、出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象、動作正常但流量未變化。原因主要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養(yǎng)不到位、閥門品質(zhì)問題、選型或者設(shè)計原因、氣動元件故障。
01
閥體故障及對策
常見故障
1）蝶閥金屬閥座損壞導(dǎo)致閥體被卡??；蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓滑絲，主要表現(xiàn)為閥軸看起來已經(jīng)動作但實際閥芯并未動作
2）球閥閥體內(nèi)部磨損導(dǎo)致閥門容易被卡或者閥門動作遲緩；球閥軟密封墊圈損壞導(dǎo)致閥門內(nèi)漏或者被卡。
4）蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導(dǎo)致蒸汽泄漏；蒸汽閥消音板脫落，導(dǎo)致閥門經(jīng)常被卡住而且管道噪音異常大。
5）閥桿內(nèi)部磨損或者腐蝕導(dǎo)致閥門內(nèi)漏；閥桿填料處密封件損壞而泄漏。
原因?qū)Σ?/strong>
1）閥芯閥座泄漏的產(chǎn)生原因為閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕，執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用力太小，閥座螺紋被磨損而松動。故障處理方式：改善研磨結(jié)合面，調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥桿的連接，擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。
2）閥座環(huán)與閥體之間泄漏的產(chǎn)生原因為擰緊力矩太小，閥體表面光潔度差，墊片不合適，閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式：擰力，重新清洗和處理閥體，更換合適的墊片，重新將閥體焊接處理。
3）填料泄漏的產(chǎn)生原因為閥桿光潔度不好或者產(chǎn)生彎曲，填料蓋沒有壓緊或者填料類型不合理，填料層堆得太高，填料出現(xiàn)腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式：磨光閥桿并壓直，重新擰緊或更換填料；安裝間隔環(huán)，減少高度，改為性能好的填料，修理更換壓蓋及相關(guān)的法蘭螺栓等。
4）閥桿及閥振動而導(dǎo)致閥桿連接處脫開或者折斷，產(chǎn)生原因為力矩太大，銷子連接不合適。故障處理方式：改用閥芯閥桿整體件或者焊接閥芯，將連接件連接牢固，振動因數(shù)。閥振動的產(chǎn)生原因為密封填料泄漏，旁路未調(diào)好，定位器增益太高，支撐不好有振動源。故障處理方式：潤滑填料并調(diào)整，重新調(diào)整旁路，選用低增益型定位器，將閥固定牢固避開振動源。
02
氣缸故障原因及對策
常見故障氣缸故障原因及對策
1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)限位螺栓脫落導(dǎo)致氣缸漏氣，引起閥門不能動作或者動作遲緩，達(dá)不到預(yù)定開度。
2）氣缸O形密封環(huán)損壞導(dǎo)致漏氣，引起閥門動作困難或者不能動作。
3）氣缸活塞變形導(dǎo)致摩擦力增大，氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣，從而引起閥門動作困難。
5）氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導(dǎo)致閥門動作困難。
原因?qū)Σ?/strong>
1）活塞密封處泄漏的產(chǎn)生原因為氣缸光潔度太差；活塞環(huán)裝配密封性不夠，密封環(huán)使用溫度過高，密封件使用時間太長損壞。故障處理方式：研磨氣缸并重新調(diào)整氣缸限位螺栓，根據(jù)使用溫度重新選擇密封環(huán)，更換時應(yīng)正確安裝。
2）氣缸限位螺栓松動的處理方式：重新將螺栓擰緊。
3）活塞摩擦力大的處理方式：重新涂潤滑油，重新清洗及研磨氣缸和活塞。
4）閥門動作困難不能達(dá)到固定行程，執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧定值不夠或者彈簧損壞，限位塊位置不準(zhǔn)。處理方式：校準(zhǔn)、重調(diào)、更換彈簧。
03
定位器故障原因及對策
定位器故障原因及對策
常見故障
1）定位器電路板故障引起閥門動作不正常。
2）小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常，原因為儀表空氣潔凈度不高，或者有臟物進(jìn)入定位器內(nèi)部導(dǎo)致小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。
3）定位器比例閥損壞引起閥門動作異常。
4）滑動變阻器損壞導(dǎo)致閥門定位不準(zhǔn)，引起閥門動作出現(xiàn)異常，主要原因為環(huán)境溫度過高且有水等其他液體進(jìn)入導(dǎo)致變阻器損壞。
5）定位器氣源接口的O形密封環(huán)斷裂，導(dǎo)致斷裂的O形密封環(huán)卡住小滑閥閥桿，使之不能動作。
6）定位器葛蘭頭處密封性不好，導(dǎo)致定位器電路板進(jìn)水損壞。
7）因管道振動過大，周圍環(huán)境溫度過高，濕度過大，引起電路板出現(xiàn)故障。
原因?qū)Σ?br /> 1）葛蘭頭處密封問題導(dǎo)致定位器進(jìn)水引起電路板損壞。故障處理方式：提高葛蘭頭密封性，從而避免定位器內(nèi)部進(jìn)水導(dǎo)致電路板損壞。
2）因儀表空氣濕度大且灰塵較多，導(dǎo)致小滑閥進(jìn)入臟物而引起小滑閥磨損，從而使閥門動作不正常。故障處理方式：增加空氣過濾器以改善儀表空氣質(zhì)量。
3）因周邊溫度過高、濕度過大、振動過大導(dǎo)致滑動變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方式：將電路板和小滑閥及滑動變阻器分離，做成分離式閥門定位器。
4）因定位器O形密封環(huán)經(jīng)常斷裂，導(dǎo)致小滑閥閥桿被卡住，主要原因為氣源壓力過大，正常情況應(yīng)為0.5MPa左右，高于0.5MPa時會導(dǎo)致密封圈老化加快，容易損壞。故障處理方式：使氣源壓力保持在0.4MPa左右，另外需提供質(zhì)量更好的密封圈。
04
工藝及設(shè)計引起的故障及對策
工藝及設(shè)計引起的故障及對策
常見故障
1）工藝參數(shù)改變導(dǎo)致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。
2）因介質(zhì)原因?qū)е麻y體結(jié)垢，引起閥門動作異常。
3）因管道堵塞引起的閥門不能正常動作。
原因?qū)Σ?br /> 1）壓差過大導(dǎo)致控制閥不能正常開啟。處理方式：在控制閥前后加裝1臺旁通閥。
2）因工藝原因閥體結(jié)垢而導(dǎo)致控制閥不能正常開啟。處理方式：增加沖洗水管，另外定期拆開閥門清洗閥體，必要時打磨閥芯。
3）管道堵塞導(dǎo)致控制閥不能動作。處理方式：優(yōu)化方式，盡量不使管道堵塞，另外拆開管道沖洗閥門。
4）關(guān)于設(shè)計選型問題。處理方式：在設(shè)計階段盡量優(yōu)化各種工藝參數(shù)，保證選型時不會因為工藝參數(shù)不準(zhǔn)導(dǎo)致選型出現(xiàn)問題。
05
DCS原因引起的故障及對策
DCS原因引起的故障及對策
常見故障
1）I/O卡件損壞沒有信號輸出導(dǎo)致控制閥不能動作。
2）DCS輸出信號不穩(wěn)定，導(dǎo)致控制閥開度波動，使控制閥動作不正常。
3）控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動導(dǎo)致信號不正常從而引起控制閥動作不正常。
4）由于保養(yǎng)不到位導(dǎo)致定位器進(jìn)水，氣缸腐蝕漏氣，氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制閥動作不正常。
5）由于巡查不細(xì)致，隱患未及時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致進(jìn)一步擴(kuò)大，終引起控制閥動作異常。
原因?qū)Σ?br /> 日常應(yīng)做好維修保養(yǎng)和巡檢工作，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理；當(dāng)控制閥開度出現(xiàn)波動時及時檢查PID參數(shù)設(shè)置是否正確并及時調(diào)整參數(shù)。
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氣動元件損壞導(dǎo)致的故障及對策
常見故障氣動元件損壞導(dǎo)致的故障及對策
1）氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣導(dǎo)致氣源壓力偏低，使控制閥動作出現(xiàn)異常。
2）空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟導(dǎo)致控制閥動作出現(xiàn)異常。
3）氣源壓力偏低或者氣源未開導(dǎo)致控制閥動作出現(xiàn)異常。
原因?qū)Σ?br /> 1）更換質(zhì)量更好的氣源軟管或者空氣過濾器；定期巡檢，發(fā)現(xiàn)氣源軟管或者空氣過濾器有破損漏氣跡象時，或者濾芯過臟需找機(jī)會盡快更換。
2）調(diào)整氣源壓力滿足氣動閥門小氣源壓力要求。
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