气动薄膜式调节阀故障维护

【资料简介】

气动薄膜式调节阀故障维护本系列产品有调节型、调节切断型、波纹管密封型、夹套保温型等多种品种。产品公称压力等级有PN10、16、40、64；阀体口径范围DN20~200。适用流体温度由-200℃~560℃范围内多种档次。泄漏量标准有IV级或VI级。流量特性为线性或等百分比。多种多样的品种规格可供选择。气动薄膜调节阀在纯碱行业中应用极其普遍，与其它仪表配套使用，可实现生产过程中流量、液位、压力、温度等工艺参数与其它介质如液体、气体、蒸汽等的自动调节和远程控制。随着企业自动化程度的逐步提高，集散控制系统（DCS）以及其它智能型仪表在自动化领域中的应用已越来越普遍，通过计算机的优化控制，将使生产取得大效益。而在优化的同时也使控制系统的主要故障集中于调节系统的终端执行装置即调节阀上，调节阀在控制流体流量的工作过程中，接受控制操作信号，按控制规律实现对流量的调节。它的动作灵敏与否，直接关系着整个控制系统的质量。根据控制系统在纯碱行业的应用统计，调节系统有80%左右的故障出自调节阀。因此，如何保证气动薄膜调节阀在我厂生产中的可靠、准确运行，是我们需要探讨的一个很重要的问题。
P气动薄膜单座调节阀采用顶导向结构，配用多弹簧执行机构。具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、流体通道呈S流线型、压降损失小、阀容量大、流量特性精确、拆装方便等优点。广泛应用于精确控制气体、液体、蒸汽等介质，工艺参数如压力、流量、温度、液位保持在给定值。特别适用于允许泄漏量小阀前后压差不大的工作场合。
产品特点
◇　顶导向单座调节阀，结构紧凑，部件少、易维修。
◇　金属阀芯适用多种工作场合，达IV级泄漏标准，ZXPQ型软密封结构阀芯达VI级泄漏标准。
◇　阀体按流体力学原理设计成等截面低流阻流道，额定流量系数增大30%。
◇　可调范围大，固有可调比为50。
◇　执行机构采用多弹簧结构，高度减少30%、重量减轻30%。
◇　ZXPV型波纹管密封型调节阀，对移动的阀杆形成*的密封，堵绝流体外漏。
◇　ZXPJ型调节阀带有保温夹套，用于流体冷却后易结晶、凝固造成堵塞的场合。

1 气动薄膜式调节阀故障维护现状调查
我厂共有237台气动薄膜调节阀，特别是在全厂的核心岗位重碱车间使用尤为广泛，其中碳化的三气流量调节全部使用气动薄膜调节阀。
在纯碱生产过程中，由于氨盐水有严重的腐蚀性，碳酸氢铵在摄氏25℃以下易结晶的性质，使调节阀在运行中因阀体内壁结疤、结晶、结垢导致阀卡、不动作或动作迟钝，使系统不能进行自动调节的现象比较普遍，占调节阀故障总数的50%，给生产造成的影响较大；由调节阀填料老化、变硬导致阀动作迟钝或从阀杆处泄漏等故障达15%；由于膜片损 坏漏气或硬芯碎裂导致阀不能调节的现象达12%；由于定位器、减压阀、执行机构等腐蚀导致阀门故障的现象占10%；其它原因导致调节阀故障的概率占13%.
气动薄膜调节阀的动作是调节器来信号压力，输入气动执行机构的气室中，产生推力，通过连接推杆推动阀芯，产生相应位移—即行程，阀芯位置的变化使阀的流通截面积发生变化，从而达到调节介质流量的目的。

气动薄膜式调节阀故障维护气动薄膜调节阀的选型
1. 根据使用要求选型
气动薄膜调节阀由阀芯和阀体（包括阀座）两部分组成，按不同的使用要求有不同的结构形式，气动薄膜调节阀主要有直通单座阀、双座调节阀和高压角式调节阀。
1.1直通单座阀泄漏量小，流体对单座阀芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通单座阀适用于要求泄漏量小、管径小和阀前后压差较低的场合。
1.2直通双座阀阀体内有上下两个阀芯，由于流体作用于上下阀芯的推力方向相反而大致抵消；所以双座阀的不平衡力很小，允许阀前后有较大的压差。但由于阀体内流路复杂，用于高压差时对阀体的冲蚀损伤较严重，不宜用于高粘度、含悬浮颗粒或含纤维的介质。此外由于受加工条件的限制，双座阀上下两个阀芯不易同时关严，所以关闭时泄漏量大，尤其是在高温或低温的场合下使用时，因材料的热膨胀系数不同，更易引起严重的泄漏。
1.3角式高压阀阀体为直角式，流路简单、阻力小，受高速流体的冲蚀也小，特别适用于高压差、高粘度和含悬浮物颗粒状物质的流体，也可用于处理汽液混相，易闪蒸汽蚀的场合。这种阀体可以避免结焦、粘结和堵塞。

2 气动薄膜式调节阀故障维护故障原因分析
根据多年来纯碱生产现场使用的气动薄膜调节阀的故障分析，可归纳出常见故障及其原因如下：
2.1 阀不动作
1）因调节器故障，使调节阀无电信号。
2）因气源总管泄漏，使阀门定位器无气源或气源压力不足。
3）定位器波纹管漏气，使定位器无气源输出。
4）调节阀膜片损坏。
5）由于定位器中放大器的恒节流孔堵塞、压缩空气含水并于放大器球阀处集积导致定位器有气源但无输出。
6）由于下列问题使调节阀虽有信号、有气源但阀仍不动作： ① 阀芯与衬套或阀座卡死； ② 阀芯脱落（销子断了）； ③ 阀杆弯曲或折断； ④ 执行机构故障： ⑤ 反作用式执行机构密封圈漏气； ⑥ 阀门内有异物阻滞。

2.2 气动薄膜式调节阀故障维护阀的动作不稳定
1）因过滤减压阀故障，使气源压力经常变化。
2）定位器中放大器球阀受微粒或垃圾磨损，使球阀关不严，耗气量特别增大时会产生输出振荡。
3）定位器中放大器的喷嘴挡板不平行，挡板盖不住喷嘴。
4）输出管线漏气。
5）执行机构刚性太小，流体压力变化造成推力不足。
6）阀杆磨损力大。
7）管路振荡或周围有振源。
2.3 阀的动作迟钝
1）阀杆往复行程时动作迟钝： ① 阀体内有泥浆或粘性大的介质，使阀堵塞或结垢； ② 聚四氟乙烯填料变质硬化，或石墨石棉盘根的润滑油已干燥。
2）阀杆单方向动作时动作迟钝： ① 膜片泄漏和破损； ② 执行机构中"O"形密封圈泄漏。
2.4 阀全闭时泄漏大
1）阀芯被腐蚀、磨损。
2）阀座外圈的螺纹被腐蚀。
2.5 阀达不到全闭位置
1）介质压差很大，执行机构刚性太小。
2）阀门内有异物。
3）衬套烧焦。
2.6 填料部分及阀体密封部分的渗漏
1）填料盖没压紧、没压平。
2）用石墨石棉盘根处润滑油干燥。
3）采用聚四氟乙烯作填料时，聚四氟乙烯老化变质。
4）密封垫被腐蚀。

3 气动薄膜式调节阀故障维护建立阀的预检修机制
气动薄膜调节阀组件可以安装在任何方位上，除非受防震准则的限制。可是一般的方式是将执行机构垂直安装在阀门的上方，其它位置可能会导致阀心和阀笼不均匀的磨损及不适当的操作。对于某些阀门，当执行机构不垂直时，它可能还需要支持物的支持。在日常的生产过程中，对调节阀的维护仅局限于对阀的故障处理，很少进行定期调校与定期检修，在企业的计量管理规程中对此也没有严格要求，事实上，阀的故障源于若干不稳定因素的积累，积累到一定程度就形成故障，因此，在阀的故障形成之前就把这些不稳定因素排除在萌芽状态，不仅可以延长阀的使用寿命，还可以避免因阀的故障给生产带来的严重影响。这就需要建立阀的预检修机制或者说是定期检修机制。以重碱碳化岗位三气流量调节阀为例，预检修机制建立之前，由于纯碱工艺介质存在易结晶、易结垢、结疤的特点，造成阀体可动部件阻力增大，导致执行机构动作不灵活、呆滞，直至调节阀的阀芯与衬套或阀座卡死不能动作，问题发生后，一方面需要停塔对阀进行解体检修，影响生产是不可避免的，一方面需要准备备品、备件，因临时找不到备件采取应急措施的现象时有发生，致使故障不能*解决。建立预检修机制以后，可以有充足的时间准备好备品、备件，并可根据阀的使用状况对阀门进行全面的维护保养，从而提高阀的使用性能及使用寿命。

4 气动薄膜式调节阀故障维护结语
通过预检修机制的建立，不仅可以增加调节阀的使用寿命，减少调节阀故障，降低仪表故障率，还可对稳定企业生产，降低成本，提高效益起到积极的促进作用，同时还可以优化工艺操作，保证生产装置的长周期稳定运行。