气动调节阀常见故障及处理方法

董文娟

摘要：本文通过总厂各生产装置气动调节阀出现过的一些典型故障进行总结分析，并叙述了此类故障的排查方法和处理措施，为后续维护提供参考。

关键词：调节阀;泄漏;振荡;定位器

1前言

气动调节阀是石油化工企业广泛使用的工业过程控制仪表之一，它是组成工业自动化系统的重要环节。气动调节阀是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于阀门定位器、转换器、电磁阀等附件驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业化自动控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。它的特点是控制简单，反应快速，且本质安全。所以它对保障工艺装置的正常运行和安全生产有着重要的意义。调节阀作为常规化工仪表，出现异常现象时，其本身包含工艺与仪表两种可能导致这些现象的原因。其中，前者正确的反映出工艺异常情况，后者则是由于仪表某一环节出现故障而引起工艺参数指示与实际的不符。然而这两种因素总是容易一起出现，从而很难立即对故障出现在哪里做出准确判断。下面就我厂使用的气动调节阀出现的一些典型故障及处理措施总结归纳。

2故障及处理方法

2.1输入控制信号调节阀不动作

首先确认气动调节阀的气源压力是否正常，查找气源故障。如果气源压力异常，送气源调整减压阀至规定气源压力;如果气源压力正常，则判断定位器或电/气转换器的放大器有无输出，若无输出，则放大器恒节流孔堵塞，或压缩空气中的水分聚积于放大器球阀处。用细钢丝疏通恒节流孔，清除污物或清洁气源。如果以上皆正常，有信号而无动作，则执行机构故障或阀杆弯曲、阀芯卡死。遇此情况，必须拆卸阀门进一步检查。

2.2调节阀振荡并伴有噪声

2.2.1调节阀振荡

出现此类故障现象，说明选择调节阀的平衡弹簧刚度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动引起调节阀振荡。管道和基座剧烈振动，也会使调节阀随之振动。控制阀流通能力选择不当，使阀门经常处于小开度，调节阀工作在小开度存在着剧烈的流阻、流速、压力的变化，当超过阀的刚度，稳定性变差，严重时也会产生振荡。调节阀周围有振源且振源频率与调节阀的固有频率相同或相近也是造成调节阀振荡的原因之一。由于产生振荡的原因是多方面的，所以要具体问题具体分析。阀的频率与系统的频率相同时，清除调节阀附近振源，如振源不能清除时，可采取如下方法：对振动轻微的，可增加刚度来消除，如选用大刚度弹簧的调节阀，改用活塞执行结构等;管道、基座剧烈振动，可通过增加支撑消除振动干扰;共振严重时可更换不同结构的调节阀;工作在小开度造成的振荡，则是选型不当造成的，具体说是由于阀的流通能力C值过大，必须重新计算流通能力选型，选择流通能力C值较小的或采用分程控制克服調节阀工作在小开度时所产生的振荡。

2.2.2调节阀有噪声

当流体流经调节阀，如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象，使流体产生噪声。流体空化气泡破裂产生的空化噪声，压缩流体通过调节阀的速度大于或等于音速产生的噪声也会导致调节阀噪声。前者是流通能力值选大了，必须重新选择流通能力值合适的调节阀，以克服调节阀工作在小开度而引起的噪音。由于空化噪声是伴随流体闪蒸、空化时产生的，所以空化噪声采取的处理办法同减小闪蒸、空化的方法相同：采取分级降压、多级减压的特殊阀内件;控制介质流速，降低工作差压;采用经硬化处理的阀内件，以提高阀内组件的表面硬度。

2.3调节阀泄漏

2.3.1调节阀外漏

调节阀外漏原因主要有：填料压盖没有压紧;四氟填料老化变质;密封垫损坏或阀体与上下阀盖间紧固六角螺母松动。为提高填料对阀杆的密封性能，可采用增加填料的方法，如采用双层、多层混合填料的形式。大量使用的四氟填料因其工作温度在-40-250℃范围内，当温度上下限变化较大时，其密封性能明显下降，老化快寿命短。柔性石墨填料可克服这些缺点，但柔性石墨的回差大。对于未使用密封油脂的调节阀，可考虑增加密封油脂来提高阀杆密封性能。目前，大部分密封垫片仍采用石棉板，在高温下，密封性能较差，寿命短，易引起泄漏。这种情况可以考虑改用缠绕垫片、O型环等。

2.3.2调节阀内漏

阀杆长短不适，气开阀阀杆太长，阀杆向上的（或向下）的距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触;阀芯或阀座腐蚀、磨损;介质压差大，执行机构输出力不足;阀体内有异物，这些都将导致阀关不严而内漏。解决办法如下：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适;选择合适的阀内件（阀芯、阀座、阀杆），要求较高时可选择1Crl8Ni9Ti或其他不锈钢;同时也可研磨密封面提高光洁度，减小或消除密封间隙;执行机构输出力不足，则需要增大执行机构的输出力，常用措施有移动弹簧工作范围，改用小刚度的弹簧，增设定位器，提高气源压力及改用更大推力的执行机构;清理阀芯和阀座密封面上的杂质，使其不再内漏。

2.4阀动作迟缓跳跃

密封填料过紧或者损坏;上下导向套管变形;阀座、阀塞结垢严重;阀体内有杂物都会导致调节阀动作迟缓或跳跃。针对以上故障现象，我们可以采取以下处理措施：调整填料压盖，重新更换填料;更换新的导向管;清除杂物、异物。

2.5不能达到额定行程

未校准定位器，行程调整不当，弹簧执行机构的额定值过小都会导致调节阀的额定行程不足。处理此类故障时，需要调校定位器，重新调整行程，更换合适的弹簧。在日常维护中常遇到调节阀关不严的情况，此类故障是因为介质工作压力大于执行机构推力，故需要适当提高气源压力或更换执行器才能让调节阀达到全关状态。出现此类现象，还有可能是阀内有硬物，导致阀芯关不到位，开大阀位冲走或解体取走硬物便可排除故障。

结束语

要提高调节阀故障的判断能力，仪表维护人员除了对其工作原理、结构、性能等熟悉外，还需要了解工艺流程、工艺介质、设备特性及测量系统中的每个环节。由于气动控制阀不能存储自身任何信息，我厂引进了智能阀门定位器，在加氢车间被广泛应用，此应用除了提高控制阀的调节品质外，对控制阀的诊断功能也进一步加强。