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建議收藏!現(xiàn)場控制儀表常見故障及處理方法

更新時間:2024-10-12       點擊次數(shù):344
  閥類安作用和用途可分為以下幾種
 
  1、排氣閥:排除管道中多余的氣體,提高管道使用效率及降低能耗。
 
  2、分流閥:分配、分離或混合管道中的介質(zhì)。
 
  3、安全閥:防止管道或裝置中的介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值,從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。
 
  4、止回閥:防止管道中介質(zhì)倒流。
 
  5、截斷閥:接通或截斷管道中的介質(zhì)流通。
 
  6、調(diào)節(jié)閥:調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)。
 
  現(xiàn)在主要介紹一下自立式調(diào)節(jié)閥和氣動調(diào)節(jié)閥。
 
  (一)自力式壓力調(diào)節(jié)閥
 
  1、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理(閥后壓力控制)
 
  工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后,變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內(nèi)作用在頂盤上,產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡,決定了閥芯、閥座的相對位置,控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力P2增加時,P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時,頂盤的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯關(guān)向閥座的位置,直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時,閥芯與閥座的流通面積減少,流阻變大,從而使P2降為設(shè)定值。同理,當(dāng)閥后壓力P2降低時,作用方向與上述相反,這就是自力式(閥后)壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理。
 
  2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理(閥前壓力控制)
 
  工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后,變?yōu)殚y后壓力P2。同時P1經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內(nèi)作用在頂盤上,產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡,決定了閥芯、閥座的相對位置,控制閥前壓力。當(dāng)閥前壓力P1增加時,P1作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時,頂盤的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯向離開閥座的方向移動,直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時,閥芯與閥座的流通面積減大,流阻變小,從而使P1降為設(shè)定值。同理,當(dāng)閥前壓力P1降低時,作用方向與上述相反,這就是自力式(閥前)壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理。
 
  3、自力式流量調(diào)節(jié)閥工作原理
 
  被控介質(zhì)輸入閥后,閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室,P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。P1作用在膜片上產(chǎn)生的推力與Ps作用在膜片上產(chǎn)生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置,從而確定了流經(jīng)閥的流量。當(dāng)流經(jīng)閥的流量增加時,即△Ps增加,結(jié)果P1、Ps分別作用在下、上膜室,使閥芯向閥座方向移動,從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積,使Ps增加,增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產(chǎn)生平衡達(dá)到控制流量的目的。反之,同理。
 
  (二)氣動調(diào)節(jié)閥
 
  氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執(zhí)行器,并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、限位閥等附件去驅(qū)動閥門,實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié),接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的:流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數(shù)。
 
  1、氣動調(diào)節(jié)閥的分類
 
  氣動調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型(Air to Open) 是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時,閥門向增加開度方向動作,當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上限時,閥門處于全開狀態(tài)。反過來,當(dāng)空氣壓力減小時,閥門向關(guān)閉方向動作,在沒有輸入空氣時,閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型(Fail to Close FC)。氣關(guān)型(Air to Close)動作方向正好與氣開型相反。當(dāng)空氣壓力增加時,閥門向關(guān)閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時,閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān),通常是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。
 
  2、常見的幾個專業(yè)術(shù)語
 
  調(diào)節(jié)閥有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成。調(diào)節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),其作用方式有正,反兩種。信號壓力增大時,推干下移的為正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu),信號壓力增大時,推干上移的為反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。閥體部件分為正,反裝兩種。閥桿下移時,閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式,反之為反裝式。調(diào)節(jié)閥的作用方式分為氣開和氣關(guān)兩種,氣開、氣關(guān)是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。
 
  而調(diào)節(jié)閥的氣開還是氣關(guān)是多方面綜合考慮的首先是以工藝安全為主考慮,在確定了氣關(guān)還是氣開后,再確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用,最后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。
 
  正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指當(dāng)膜片上氣體壓力的增加時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿朝向閥體運動;反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指當(dāng)膜片上氣體壓力增加時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿遠(yuǎn)離閥體運動;和氣開(air to open),氣閉(air to close)型閥門是不同的兩個概念。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和正裝(反裝)的閥門得到氣關(guān)(氣開);反之,反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反裝(正裝)的閥門可以得到氣關(guān)(氣開)。
 
  定位器的正反作用與你所選購的調(diào)節(jié)閥的氣開和氣關(guān)是對應(yīng)的。也就是說為了實現(xiàn)整個閥自身的負(fù)反饋而設(shè)置的。調(diào)節(jié)器的正反作用是用來對整個控制回路的負(fù)反饋而設(shè)置的,當(dāng)調(diào)節(jié)器投自動的時候,才能具體體現(xiàn)出調(diào)節(jié)器正反作用的作用。
 
  閥門定位器的正反作用是根據(jù)調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)確定的,調(diào)節(jié)器的正反作用是根據(jù)控制回路各環(huán)節(jié)的特性確定的,要保證控制回路滿足控制要求。例如實現(xiàn)負(fù)反饋控制,在自動控制系統(tǒng)中,被調(diào)參數(shù)由于受到干擾的影響,常常偏離設(shè)定值,即被調(diào)參數(shù)產(chǎn)生了偏差:
 
  對于調(diào)節(jié)器來說,按照統(tǒng)一的規(guī)定,如果測量值增加,調(diào)節(jié)器輸出增加,調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kc為負(fù),則該調(diào)節(jié)器稱為正作用調(diào)節(jié)器;測量值增加,調(diào)節(jié)器輸出減小,Kc為正則該調(diào)節(jié)器稱為反作用調(diào)節(jié)器。
 
  3、氣動調(diào)節(jié)閥的選擇
 
  任何一個控制系統(tǒng)在投運前,必須正確選擇調(diào)節(jié)器的正反作用,使控制作用的方向正確,否則,在閉合回路中進(jìn)行的不是負(fù)反饋而是正反饋,它將不斷增大偏差,最終必將把被控變量引導(dǎo)到最高或最低的極限值上。
 
  在一個單回路控制系統(tǒng)中,只要調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)Kc、調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)Kv、被控對象的放大系數(shù)Ko的乘積為正,就能實現(xiàn)負(fù)反饋控制。調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和對象放大系數(shù)正負(fù)號規(guī)定如下:
 
  (1) 調(diào)節(jié)器放大系數(shù)的正負(fù)號;對于調(diào)節(jié)器來說,按照統(tǒng)一的規(guī)定,測量值增加,輸出增加,調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kc為負(fù),稱之為正作用。測量值增加,輸出減小,Kc為正,稱之為反作用。
 
  (2)調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)的正負(fù)號;調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)Kv定義為氣開閥Kv為正,氣關(guān)閥Kv為負(fù)。
 
  (3) 對象放大系數(shù)的正負(fù)號;對象的放大系數(shù)Ko定義為:如操縱變量增加,被控變量也增加,Ko為正;操縱變量增加,被控變量減少,Ko為負(fù)。由此可知,單回路控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器正反作用的確定方法如下:首先確定對象放大系數(shù)Ko的正負(fù)號,然后根據(jù)調(diào)節(jié)閥選型為氣開或氣關(guān)確定調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)Kv的正負(fù)號,最終由Kc、Kv、Ko乘積應(yīng)為正,即可確定調(diào)節(jié)器的作用方式。
 
  總之,氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當(dāng)氣源切斷時,調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全?舉例來說,一個加熱爐的燃燒控制,調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上,根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應(yīng)。這時,宜選用氣開閥更安全些,因為一旦氣源停止供給,閥門處于關(guān)閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷,燃料閥全開,會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備,熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換被冷卻,調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上,用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量,在氣源中斷時,調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開啟位置更安全些,宜選用氣關(guān)式(即FO)調(diào)節(jié)閥。
 
  4、氣動調(diào)節(jié)閥的維修
 
  氣動調(diào)節(jié)閥對保證工藝裝置的正常運行和安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。因此加強(qiáng)氣動調(diào)節(jié)閥的維修是必要的。
 
  A、檢修時的重點檢查部位
 
  a.檢查閥體內(nèi)壁:在高壓差和有腐蝕性介質(zhì)的場合,閥體內(nèi)壁、隔膜閥的隔膜經(jīng)常受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕,必須重點檢查耐壓耐腐情況;
 
  b.檢查閥座:因工作時介質(zhì)滲入,固定閥座用的螺紋內(nèi)表面易受腐蝕而使閥座松弛;
 
  c.檢查閥芯:閥芯是調(diào)節(jié)閥的可動部件之一,受介質(zhì)的沖蝕較為嚴(yán)重,檢修時要認(rèn)真檢查閥芯各部是否被腐蝕、磨損,特別是在高壓差的情況下,閥芯的磨損因空化引起的汽蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。損壞嚴(yán)重的閥芯應(yīng)予更換;檢查密封填料。
 
  B、氣動調(diào)節(jié)閥的日常維護(hù)
 
  當(dāng)調(diào)節(jié)閥采用石墨一石棉為填料時,大約三個月應(yīng)在填料上添加一次潤滑油,以保證調(diào)節(jié)閥靈活好用。如發(fā)現(xiàn)填料壓帽壓得很低,則應(yīng)補充填料,如發(fā)現(xiàn)聚四氟乙燥填料硬化,則應(yīng)及時更換;應(yīng)在巡回檢查中注意調(diào)節(jié)閥的運行情況,檢查閥位指示器和調(diào)節(jié)器輸出是否吻合;對有定位器的調(diào)節(jié)閥要經(jīng)常檢查氣源,發(fā)現(xiàn)問題及時處理;應(yīng)經(jīng)常保持調(diào)節(jié)閥的衛(wèi)生以及各部件完整好用。
 
  (三)常見故障及產(chǎn)生的原因
 
  調(diào)節(jié)閥不動作的故障及原因
 
  1.無信號、無氣源。
 
  原 因:①氣源未開;②氣源臟,導(dǎo)致氣源管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞(特別注意冬天氣源帶水結(jié)冰);③壓縮機(jī)故障使氣源壓力低;④氣源總管泄漏。
 
  2.有氣源,無信號。
 
  原 因:①調(diào)節(jié)器故障,②氣源管泄漏;③閥門定位器漏氣;④調(diào)節(jié)閥膜片損壞。
 
  3.定位器無氣源。
 
  原 因:①過濾器堵塞;②減壓閥故障;③管道泄漏或堵塞。
 
  4.定位器有氣源無輸出。
 
  原 因:①定位器的節(jié)流孔堵塞;②放大器失靈;③噴嘴堵。
 
  5.有信號、無動作。
 
  原 因:①閥芯脫落,②閥芯卡死;③閥桿彎曲;④執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧斷。
 
  調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定的故障及原因
 
  1.氣源壓力不穩(wěn)定。
 
  原 因:①氣源總管泄漏;②減壓閥故障。
 
  2.信號壓力不穩(wěn)定。
 
  原 因:①控制系統(tǒng)的時間常數(shù)(T=RC)不適當(dāng);②調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定。
 
  3.氣源壓力穩(wěn)定,信號壓力也穩(wěn)定,但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定。
 
  原 因:①定位器中放大器的球閥受臟物磨損關(guān)不嚴(yán),耗氣量特別增大時會產(chǎn)生輸出震蕩;②定位器中放大器的噴咀擋板不平行,擋板蓋不住噴咀;③輸出管、線漏氣;④執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性太小。
 
  調(diào)節(jié)閥振動的故障及原因
 
  1.調(diào)節(jié)閥在任何開度下都振動。
 
  原 因:①支撐不穩(wěn);②附近有振動源;③閥芯與襯套磨損嚴(yán)重。
 
  2.調(diào)節(jié)閥在接近全閉位置時振動。
 
  原 因:①調(diào)節(jié)閥選大了,常在小開度下使用;②單座閥介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反。
 
  調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍的故障及原因
 
  1.閥桿僅在單方向動作時遲鈍。
 
  原 因:①氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)中膜片泄漏;②執(zhí)行機(jī)構(gòu)中“O”型密封泄漏。
 
  2.閥桿在往復(fù)動作時均有遲鈍現(xiàn)象。
 
  原 因:①閥體內(nèi)有粘物堵塞;②填料有問題,壓得太緊或需要更換。
 
  調(diào)節(jié)閥已關(guān)到位但泄漏量大的故障及原因
 
  1.閥全關(guān)時泄漏量大。
 
  原 因:①閥芯被磨損,內(nèi)漏嚴(yán)重,②閥未調(diào)好關(guān)不嚴(yán)。
 
  2.閥達(dá)不到全閉位置。
 
  原 因:①介質(zhì)壓差太大,執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性小,閥關(guān)不嚴(yán);②閥內(nèi)有異物;③襯套燒結(jié)。
 
  量可調(diào)范圍變小主要原因是閥芯被腐蝕變小,從而使可調(diào)的最小流量變大。
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