化工用气动调节阀故障原因分析与维护措

施薛瑞

摘 要：气动调节阀是石油化工生产装置中最普遍的一种仪表设备，在化工生产过程中起着至关重要的作用。气动调节阀的好坏直接影响到系统的生产安全与产品质量。在仪表自动化程度较高的石油化工控制系统中，气动调节阀作为自动控制系统的终端执行仪表装置，接收来自控制室发出的信号，实现对石油化工管道介质流量的调节，它的动作灵敏度与稳定性直接关系着整个调节系统的质量与安全。本文将对气动调节阀发生故障的原因进行分析，并提出了相应的处理方法。

关键词：气动；调节阀；执行机构；故障

气动调节阀具有价格低廉、结构简单、性能稳定、动作可靠、防火防爆、维修简便，容易操作等特点，它能与气动调节仪表、气动单元组合仪表等配套使用，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助执行机构去改变管道介质的流量实现对介质流量、液位、压力等参数的最终控制。

一、气动调节阀的工作原理简述

气动调节阀的工作原理是以压缩空气作为动力源，以气缸作为执行器，同时借助定位器、电磁阀、电气阀门转换器等附件去驱动阀门，从而实现对管道介质的开关量调节或比例式调节。气动调节阀的执行机构接收到自动控制系统输出的4-20mA模拟信号，按模拟信号的大小执行机构产生相应的推动力，推动阀体动作，阀体是直接与管道中的调节介质直接接触的，以控制管道中介质的流量、液位、压力等工艺参数。

二、气动调节阀常见的故障原因分析

（1）气动调节阀动作不稳定的原因分析

1）气源不稳定：一是减压阀出现故障导致气源压力不稳定；二是压缩机容量太小。

2）输出信号不稳定：一是调节器不稳定；二是没有控制好系统的时间常数，从而导致输出信号不稳定。

3）阀杆与元件接触部分出现了阻滞现象，阀杆在运动过程中受到很大的摩擦阻力。

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受赃物杂质的影响出现磨损不能关严，从而导致耗气量增大产生了震荡。

5）输出管线存在漏气现象，密封不严，导致压力不稳定。

（2）气动调节阀没有动作的原因分析

1）没有气源没有信号：一是气源没有打开；二是气源风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵；三是气源总管存在泄漏现象；四是压缩机发生故障没压力气体输出。

2） 有气源没有信号：一是信号管发生泄漏；二是调节器发生故障；三是调节网膜片有损坏；四是定位器波纹管发生漏气。

3）定位器无气源：一是输气管道发生堵塞或泄漏现象；二是减压阀发生故障；三是过滤器被杂物堵塞。

4）定位器有气源而无输出：一般是定位器的节流孔被杂质污物堵塞。

5）有信号没有动作：一是阀杆折断或弯曲，阀芯脱落；二是阀芯与阀座卡死不能动作；三是执行机构的弹簧因长期不使用而产生锈死现象；四是阀芯、阀座冻结或因杂质污物阻塞。

（3）气动调节阀动作迟钝的原因分析

1）调节阀定位器响应性能较差，致使出现调节阀动作迟钝的现象。

2）调节阀体内有杂质赃物或黏性大的杂质，出现堵塞，导致阀杆在进行往复行程运动时迟缓。

3）气源压力低，或气动薄膜执行机构中膜片损坏、活塞环密封泄漏出现漏气现象。

4）阀杆弯曲变形或不平直，致使摩擦阻力增大动作迟钝。

5）填料压得太紧或填料质量差老化严重。

（4）气动调节阀振动或噪音大的原因分析

1）气动调节阀在任何开度下都产生振动现象：一是支撑不稳定；二是调节阀附近存在振动源；三是衬套与阀芯之间磨损严重。

2）气动调节阀在接近全闭位置时发生振动现象：一是单座阀介质流动方向与关闭方向相反，方向不一致；二是调节阀型号不对选大了，常在小开度情况下选用了较大的调节阀使用。

（5）气动调节阀关闭时渗漏量大原因分析

1）阀芯与阀座之间带有夹杂赃物，导致出现卡死情况，致使芯不能动作。或阀芯、阀座出现了严重磨损情况，密封不严导致内部大量泄漏。

2）推杆与阀杆之间连接不准确，阀杆弯曲后在动作过程中被卡死，导致阀杆不能达到全关位置。

3）管道中介質压差太大，实际工况压差大于设计压差，操作气压不能达到标准，定位器在调试过程没有达到全行程，致使气动调节阀不能达到全闭合状态。

4）在阀座下方的垫片因型号、尺寸、材质等问题密封不严，引起阀体连接部位产生泄漏现象，或调节阀体内腔有砂眼等铸造缺陷。

三、气动调节阀的故障处理与维护措施

在石油化工生产装置运行维护过程中，气动调节阀常出现各种故障现象，一般与调节阀自身铸造材质、结构、辅助装置、气源是否清洁及其他外界影响因素有关。气动调节阀由于与管道介质直接接触，其性能直接影响到整个系统质量和安全，所以必须对气动调节阀进行定期检修和经常性检查维护，尤其对使用条件恶劣和重要场合的气动调节阀，更应该重视定期检修维护工作，以最大限度地消除可能存在的安全风险与隐患，减少安全事故的发生。

（1）气动调节阀定期检修时，应重点留意以下几方面：

1）对于使用在介质腐蚀性强和高压差场合的气动调节阀，由于阀体内壁、隔膜经常受到管道内介质的腐蚀和冲击，应该重点检查耐腐蚀和耐压情况。

2）应重点检查固定阀座用的螺栓，螺栓内表面易受腐蚀而使阀座固定不紧固产生松动；对高压差下工作的气动调节阀还应该检查阀座密封面，检查是否存在被冲蚀、汽蚀情况。

3）阀芯直接受管道内介质的冲刷、腐蚀状况最为严重，在进行检修时要认真检查是否存在腐蚀、磨损严重情况，特别是在高压差情况下阀芯因汽蚀现象磨损更为严重。

4）逐个检查“O”型圈、膜片和其它密封垫片是否老化或裂化。

5）注意检查聚四氟乙烯填料、密封润滑油脂是否老化、密封面是否被损坏，必要时应该进行更换。

（2）日常检查维护

日常检查维护也称预防性维护，它是对气动调节阀门发生故障前的计划性检维修。

安装时预防性措施：

1）保持调节阀的卫生，确保各个部件的完整耐用；对管道进行冲洗，清除遗留在管道内的垃圾杂质等。

2）安装调节阀时，避免用撬棒硬拉、硬弯管道，避免调节阀因长期承受压力，引起变形。

3）远离振动源，与振动较大的机械设备保持距离，从而减少振动。

日常巡回检查时预防性措施：

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。检查阀位指示器和调节器的输出保持吻合，对有定位器的调节阀，对其电源要经常进行检查。

2）定期检查或加润滑油，检查填料是否渗漏。

3）定期清理调节阀，保持气源干净可靠，及时清理气源管道内的铁锈和赃物。

结束语

气动调节阀产生故障的原因与工艺介质、工艺的操作以及空压机设备的正常运行都有着千丝万缕的联系，需要自动化仪表维护人员采取适当的处理和改进办法，提高气动调节阀的利用率，降低仪表设备的故障率，从而提高化工装置的生产效率和经济效益，达到节能降耗的目的。

参考文献：

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[3]李朝.调节阀常见故障及处理方法[J].黑龙江科技信息，2010（24）