气动阀门常见故障及处理方法

摘  要：当前，气动阀门已经被广泛应用在石油、电力、化工、冶金等工业行业中，并构成了工业自动化系统中不可或缺的一部分。但是在气动阀门的使用过程中，在各种因素的影响下会发生故障，一旦气动阀门出现故障，将对整个系统的运行造成直接影响，因此针对气动阀门常见故障及时采取有效的处理方法非常必要。通过分析发现气动阀门在运行过程中主要存在着气动阀门的泄漏量增加、动作不稳定、振动、动作迟钝、气动阀门不动作等故障，并针对导致这些故障的原因提出了相应的处理方法，最后再通过案例分析的方法归纳了故障处理方法的应用，希望能够为相关工作者处理气动阀门故障提供参考。

关键词：气动阀门;工業自动化系统;气动阀门故障

中图分类号：TH134       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）14-0152-03

Pneumatic Valve Common Faults and Treatment Methods

FENG Zhaobo

（Guangdong Dingfeng Paper Co.，Ltd.，Zhaoqing  526300，China）

Abstract：At present，pneumatic valves have been widely used in petroleum，power，chemical，metallurgical and other industrial industries，and constitute an indispensable part of industrial automation systems. However，during the use of pneumatic valves，failures will occur under the influence of various factors. Once the failure of the pneumatic valve will directly affect the operation of the entire system，it is necessary to take effective treatment methods for the common faults of pneumatic valves. Through analysis，it is found that during the operation of the pneumatic valve，there are mainly faults such as increased leakage of the pneumatic valve，unstable operation，vibration，slow movement，and non-action of the pneumatic valve，and corresponding treatment methods are proposed for the causes of these failures. Finally，Then the application of the fault treatment method is summarized by the method of case analysis，and it is hoped to provide reference for the related personnel’s pneumatic valve fault treatment.

Keywords：pneumatic valve;industrial automation system;pneumatic valve failure

0  引  言

近年来，伴随着工业生产的不断发展和进步，气动阀门已经成为化工企业、石油企业等众多工业企业在生产过程中必需的一种控制仪表，也是工业管道系统自动化的重要组成装置。在工业生产中应用气动阀门能够给工业生产特别是长期连续性生产装置带来各种便利，但是由于气动阀门中的自控部件容易损坏，从而会出现故障。本文就气动阀门的常见故障和处理方法进行了简单研究。

1  气动阀门结构及工作原理

气动阀门主要指的是由气缸发挥执行器作用，通过压缩空气形成动力源来驱动阀门，从而达到调节开关的目的。当调节的管道接收到来源于自动化控制系统中产生的控制信号后，便会对相关参数（如：温度、流量、压力等）予以调节。气动阀主要由三大部件构成，分别是气动执行机构、阀体、附件（如图1所示）。其中执行机构中包含弹簧、隔膜/活塞、气动杆、手轮等，主要是将洁净压缩空气作为动力，接受20～100kpa气信号或者4～20mA的电信号，然后驱动阀体进行动作，对阀芯和阀座间的流通面积进行调整来实现调节流量的目的。阀体主要是由阀瓣、阀笼、阀杆、阀座、阀笼压环等部件构成;附件则主要包含减压阀、电磁阀、定位器、电流/电压转换器、过滤器、流量放大器等等。从整体上说，气动阀门的工作原理如下，将调节器室输入0.02～0.10MPa的压力信号后，薄膜会产生推力，在推力盘往下运动的过程中达到压缩弹簧的目的，从而推动阀杆、推杆以及阀芯不断往下移动，实现调节阀门的目的。归纳起来，气动阀门主要具有以下优点：一是气动阀门的动作迅速，能够在较短的时间内完成调节命令;二是气动阀门能够配合大气缸实现较大力矩的推动力;三是气动阀门可以在各类恶劣的情况下长时间处于安全稳定运行状态。

2  气动阀门常见故障及原因分析

虽然在前面已经阐述了气动阀门有诸多优点，但是其在运行过程中因为各种因素依然会发生故障，接下来对气动阀门比较常见的故障进行总结。

2.1  气动阀门的泄漏量增加故障及原因

气动阀门的泄漏量主要取决于阀门开关。归纳起来，气动阀门的泄漏量增加主要是因为以下两个方面的因素：其一是气动阀门内的阀芯由于使用的时间过长而发生磨损，导致阀门关闭不严密从而引起泄漏量增加;其二是若阀内混杂着异物或者内部的衬套被烧结时，或者在各种介质之间压力的控制作用下，当介质的压差较大时，会导致刚性下降，引起阀门不能完全关闭，最终引起气动阀门的泄漏量增大。

2.2  气动阀门的动作不稳定故障及原因

无论是信号压力不稳定还是气源压力不稳定均可能引起气动阀门出现动作不稳定的情况。其中信号压力不稳定会引起调节器的输出不稳定，而当气源压力不稳定时，则会由于压缩机的容量小导致减压阀出现故障。也有可能是定位器内的放大器喷组挡板位置不平行时，彼此之间的缝隙引起的气动阀门动作不稳定。除此之外，输出管或者输出线不严密也会引起气动阀门动作不稳定;放大器球阀由于同异物摩擦形成缝隙，也会对气动阀门的稳定性产生影响。

2.3  气动阀门振动故障及原因

气动阀门在工作过程中容易受到周围环境因素的影响。衬套和阀芯在工作较长时间后，在摩擦的作用下二者会形成缝隙、气动阀门的四周存在另外振动的机械设备、气动阀门安装位置不平衡都会导致气动阀门出现振动。另外，当气动阀门的大小选择不当或者单座阀的关闭方向与介质流方向不一致时同样也会引起气动阀门出现振动。

2.4  气动阀门动作迟钝故障及原因

在气动阀门运动过程中，阀杆的重要性毋庸置疑。当阀杆弯曲时会增加其往返动作产生的摩擦，引起气动阀门动作迟钝。当石墨和石棉填料润滑油、聚四氟乙烯填料不正常时也会引起气动阀门动作迟钝，当阀体内部存在灰尘、气动阀门内部安装了定位器等时均会增加气动阀门阀杆运行的阻力，从而引起气动阀门动作迟钝。

2.5  气动阀门不动作及原因

气源和信号作为保证气动阀门顺利运行的前提和基础。如果定位器无气源时，减压阀便可能产生故障，严重时还可能导致过滤器和管道堵塞;假若定位器有气源，但是无输出时，会堵塞定位器的节流孔;如果气源和信号均无时，当温度较低时，气源没开，便会因为减压阀和风管堵塞而失灵，最终导致压缩机发生故障。如果有气源但是没有信号时，会损害调节网膜片，导致定位器的波纹管漏气。

3  气动阀门常见故障处理方法

3.1  气动阀门泄漏量增加的处理方法

针对气动阀门泄漏量增加这一故障，如果是阀门的阀芯被磨损时，需要立即更换新的阀芯，减少因为内漏而导致的泄漏量增加;如果是因为阀门内夹杂异物，需要应用清洁物品及时清洁和洗滌，将异物排除;如果是介质压差较大时，需要改进气动阀门的执行机构，增加气源，减少泄漏。除此之外在安装气动阀门时，还应该保证选择的阀杆长度适中，以便防止阀门没有完全关闭造成的泄漏。

3.2  气动阀门的动作不稳定故障的处理方法

针对信号压力不稳定引起的气动阀门的动作不稳定，需要确保电力网络系统运行稳定;针对气源压力不稳定造成的气动阀门的动作不稳定，需要对定位器予以重新调整，必要时还可以更换新的定位器，从而保证气源压力的稳定性。也可以重新安装阀杆或者增加润滑剂来降低阀杆接触部位的摩擦，减少气动阀门的动作不稳定，还可以对定位器出管位置的精密度予以调整，从而消除气动阀门不稳定的故障。

3.3  气动阀门振动故障处理方法

针对衬套和阀芯之间产生摩擦导致的气动阀门振动，需要立即更换衬套;针对气动阀门四周存在其他振动机械设备导致的气动阀门振动，需要仔细找出振动源，并消除振动;针对气动阀门底座不平稳导致的振动，需要更换新的底座;针对单座阀关闭方向与介质流方向不一致引起的振动，需要对其分析和判断，对气动阀门的正确安装方向予以调整。

3.4  气动阀门动作迟缓故障处理方法

气动阀门动作迟缓主要跟膜片损坏有关，因此应该及时更换新的膜片;并认真检查石墨与石棉填料润滑油和聚四氟乙烯填料是否正常，必要时将其更换，保证他们处于正常状态;及时将阀体中夹杂的异物清理掉，确保阀体的清洁度;对阀杆予以处理，降低阀杆和周围元件之间的摩擦，从而解决气动阀门动作迟缓的故障。

3.5  气动阀门不动作故障处理方法

针对存在气源但是气动阀门不动作的故障，需要逐一检查指令线，及时将故障排除。针对气动阀门中的定位器无输入和显示时，需要及时更换新的定位器;针对阀芯和阀杆严重变形的，需要及时更换新的阀芯和阀杆，保证手轮放置的位置适当。

4  案例分析

当前，各种新型的故障诊断技术已经被应用在气动阀门故障诊断中，其中最早在现场应用阀门诊断技术的便是大亚湾核电站。大亚湾核电站在建造期间，一直是由法国的设备供应商为其提供所需的气动阀门诊断工具，此后该核电站也一直沿用法国的诊断方法，并结合自身具体情况予以适当的调整。当前，大亚湾核电站在线诊断技术主要包含了电动阀门在线诊断测试技术和气动阀门在线诊断测试技术。其中气动阀门在线诊断技术主要使用在常规项目和大修诊断方面。借助气动阀门在线诊断测试技术，可以清楚地掌握大亚湾核电站的工作情况，从而尽可能纠正数量相当的阀门在插入力和开关设置中的问题。由于阀门诊断技术在大亚湾核电站取得良好的实践效果，后来被逐渐推广在秦山一期、二期、三期以及田湾核电站中。

5  结  论

综上所述，由于各种原因，气动阀门在运行过程中会存在各类故障，并且故障处理具有较强的专业性。这便要求结合各类故障发生的具体原因采用对应的处理方法，从而保证气动阀门安全、稳定、高效运行。

参考文献：

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作者简介：冯肇波（1969-），男，汉族，广东广宁人，仪表科班长，电子助理工程师，研究方向：电子电器。