调节阀故障维修
——调节阀在长期运行过程中,由于受到各种复杂因素的影响,难免会出现各类故障。了解这些常见故障类型及其背后的原因,是进行有效维修的关键。
(一)调节阀不动作或动作迟缓
这是调节阀较为常见的故障之一,出现这种情况时,调节阀无法按照控制信号的要求正常开启、关闭或进行调节,严重影响生产系统的运行。究其原因,主要有以下几点:
密封圈损坏:密封圈是调节阀执行机构中的关键密封部件。随着使用时间的增长或者受到介质腐蚀、高温等恶劣工况的影响,密封圈可能会出现老化、破裂或磨损等损坏情况。一旦这些密封部件损坏,就会导致气体泄漏,使执行机构的压力无法有效建立,从而造成调节阀不动作或动作迟缓。
执行机构卡死:执行机构作为调节阀的动力驱动部分,如果其内部的机械部件,如活塞、气缸壁、阀杆等,长期使用后出现磨损、生锈、润滑不良或者受到杂质异物的侵入,就可能导致运动部件之间的摩擦力增大,甚至出现卡死的现象。当执行机构卡死时,调节阀自然无法正常动作。在一些新安装的管道系统中,如果施工过程中残留的焊渣、铁屑等杂质进入执行机构,就极易引发执行机构卡死的故障 。
(二)调节阀动作不稳定或振荡
调节阀动作不稳定或振荡表现为阀门的开度在控制过程中出现频繁的、无规律的波动,无法稳定在设定的位置上,这会导致被控参数波动较大,严重影响生产过程的稳定性和产品质量。以下是引发这类故障的主要因素:
调节参数设置不当:在自动控制系统中,调节阀的动作通常由控制器根据预设的调节参数进行控制,常见的调节参数包括比例度、积分时间、微分时间等(也就是我们常说的 PID 参数)。如果这些参数设置不合理,控制器输出的控制信号就无法准确、稳定地调节调节阀的开度,从而导致调节阀动作不稳定或振荡。例如,比例度设置过小,会使调节阀对偏差信号过于敏感,容易产生超调;积分时间设置过短,会导致积分作用过强,使调节阀频繁动作;微分时间设置过大,则会使调节阀对变化率的响应过度,引发振荡 。
介质波动大:当调节阀所控制的介质流量、压力、温度等参数发生大幅度、频繁的波动时,调节阀需要不断地调整开度来适应介质参数的变化。然而,如果介质波动过于剧烈,超出了调节阀的调节能力范围,就会导致调节阀无法稳定地控制介质,出现振荡现象。比如,在一些流量变化较大的管道系统中,或者在介质压力受到上游设备频繁启停影响的情况下,调节阀就容易因介质波动大而出现动作不稳定的问题 。
执行机构故障:执行机构自身的故障也是导致调节阀动作不稳定或振荡的重要原因之一。例如,执行机构中的电机故障,可能会导致输出扭矩不稳定;减速机构磨损,会使传动比发生变化,影响调节阀的动作精度;此外,执行机构的弹簧疲劳、变形或断裂,也会导致其输出力不稳定,进而引发调节阀振荡。在一些长期运行的调节阀中,执行机构的零部件因磨损、老化等原因出现故障的概率较高 。
(三)调节阀泄漏
调节阀泄漏是指介质从阀门的密封部位,如阀芯与阀座之间、填料函、阀体与阀盖连接处等,向外泄漏的现象。调节阀泄漏不仅会造成物料浪费、环境污染,还可能引发安全事故,因此必须及时排查和处理。造成调节阀泄漏的缘由主要有以下几方面:
密封面损伤:密封面是调节阀实现密封功能的关键部位,通常由阀芯和阀座的密封面相互配合形成密封副。在调节阀的长期使用过程中,密封面可能会受到介质的冲刷、腐蚀、磨损以及异物的划伤等,导致密封面出现划痕、凹坑、磨损不均等损伤情况。一旦密封面损伤,介质就会从损伤处泄漏,降低调节阀的密封性能。例如,在一些含有固体颗粒的介质管道中,固体颗粒的高速冲刷会使密封面很快磨损,从而引发泄漏 。
密封圈老化:除了密封面外,调节阀还使用了各种密封圈来增强密封效果,如填料函中的填料、阀体与阀盖连接处的垫片等。随着使用时间的增长,密封圈会逐渐老化,失去原有的弹性和密封性能。特别是在高温、高压、强腐蚀等恶劣工况下,密封圈的老化速度会更快。当密封圈老化后,其与密封表面之间的贴合不再紧密,就会出现泄漏现象 。
执行机构故障:执行机构的故障也可能间接导致调节阀泄漏。例如,执行机构的行程控制不准确,使阀芯无法完全关闭到位,从而造成阀芯与阀座之间密封不严,引发泄漏;气缸活塞磨损,会导致气缸内气体泄漏,使执行机构的推力不足,无法保证阀芯与阀座的紧密接触;另外,弹簧失效也会影响执行机构的正常复位,导致调节阀关闭不严。在一些气动调节阀中,由于气源质量不佳,含有水分、油污等杂质,会加速气缸活塞和弹簧的损坏,进而增加调节阀泄漏的风险 。
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