自控閥常見故障分析及消除

本文深入探討了調(diào)節(jié)閥在運行過程當中可能出現(xiàn)的各類故障，包括閥體、執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)機構及其附件的故障分析，以及故障定位、處理方案和消除方法，同時涉及氣動系統(tǒng)和電動執(zhí)行機構的注意事項，為調(diào)節(jié)閥的維護和管理提供了全面指導。

調(diào)節(jié)閥在正常運行過程當中會出現(xiàn)各種故障，它們可來自閥、執(zhí)行機構、調(diào)節(jié)機構或的附件。故障的分析對故障的定位和處理方案的確定十分重要。

一、閥的主要故障

（1）閥體、閥蓋承壓件：要經(jīng)常檢驗閥體、閥蓋內(nèi)壁受腐蝕和磨損情況，特別是腐蝕性流體和高壓差、空化作用等惡劣工況條件下的閥門，必須保證其耐壓強度和耐磨損性能。

（2）螺栓：要經(jīng)常檢驗閥體與閥蓋的連接螺栓是否有松動，螺檢受力是否均勻，材料是否和工況條件相符，中法蘭墊片處是否泄漏等。

（3）閥芯：因為閥芯起到調(diào)節(jié)和切斷流體的作用，是經(jīng)?；顒拥墓?jié)流元件，因受體的沖劇、腐蝕、顆粒的碰撞最為嚴重，在高壓差、空化情況下更易損壞，所以要檢驗部分是否破壞、磨損、腐蝕，是否需要維修或更換。

（4）閥座：閥座密封面是保證閥門密封的關鍵，它受腐蝕和受損的情況也比較嚴重且由于流體的腐蝕，使固定閥座的螺紋內(nèi)表層常常受到腐蝕而松動，要特別檢驗部位。

（5）閥桿：要檢驗閥桿與閥芯、推桿的連接有無松動，閥桿和填料接觸部位是否磨損或銹蝕，是否產(chǎn)生過大的變形、腐蝕和裂紋。

（6）填料：主要包括以下幾個方面：

1）填料材質選用不妥。由于填料材質不妥產(chǎn)生的故障主要是外漏增大及摩擦力增大，例如，在天然氣的應用場合，采用柔性石盟填料。故障的消除方法是更換填料。

2）填料結構設計不妥。在填料函內(nèi)，填料和有關附件（隔環(huán)）的位置安裝不妥，填料的高度不合適。故障的消除方法是按準確的方式安裝填料和隔環(huán)。

3）填料安裝不恰當。填料的壓緊力不準確是填料總裝后再壓緊而不是石墨或碳纖填料裝一圈壓緊一圈。故障的消除方法是按層安裝，安裝一圈壓緊一圈，使壓緊力均勻。

4）填料間夾有雜物。填料內(nèi)夾的雜物使閥桿劃傷，影響密封。消除方法是清除雜物重新安裝填料。

5）填料壓套安裝不妥。填料壓套安裝不妥使填料壓緊力不均勻，故障消除方法是重安裝填料壓套或更換整體的填料壓蓋，改為填料壓板和填料壓套，使填料壓套自動同軸。壓緊力均勻。

（7）墊片及0形圈：應檢驗這些易損件選用是否準確，如Class600以上壓力級所使用的非金屬材料應具有耐高溫、抗腐蝕功能，檢驗這些易損件是否破裂、老化。

（8）執(zhí)行機構的主要故障：執(zhí)行機構主要指的是氣動和液動執(zhí)行機構，出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為響應時間增大，閥桿動作遲緩等。

1）氣動膜片執(zhí)行機構的膜片未壓緊。膜片未壓緊或受力不均勻造成輸入的信號外漏，使執(zhí)行機構對信號變化的響應變得遲緩，響應時間增大。如果安裝了閥門定位器，則其影響會減小。故障的消除方法是均勻壓緊膜片，消除泄漏點。

2）氣動膜片執(zhí)行機構的膜片破損。表現(xiàn)為閥桿不動作，可聽到氣體的泄聲。故障的消除方法是更換膜片，并檢驗限位裝置或托盤是否有毛刺等。

3）氣動活塞執(zhí)行機構的活寒密封環(huán)磨損，造成控制閥不可快速響應，閥桿動作不靈活。故障的消除方法是更換密封環(huán)，并認真檢驗活塞和汽缸的內(nèi)壁是否有磨損。

4）連接管線漏氣，造成閥桿動作不靈傲，響應時間增大。故的消除方法是檢驗泄點，更換連接管道或補焊。

5）彈簧。要檢驗彈簧有無斷裂，是否由于制造、加工、熱處理不當使彈簧斷裂。有些彈簧在過大的載荷作用下也會斷裂。消除方法是更換彈簧。

（9）不平衡力造成的故障，不平衡力造成的故障表現(xiàn)為調(diào)節(jié)閥動作不穩(wěn)定，產(chǎn)生泄漏等。

1）流向不當。調(diào)節(jié)閥安裝不當，造成實際流體流向與調(diào)節(jié)閥標記流向不一致，使不平衡力產(chǎn)生變化，如流關調(diào)節(jié)閥被安裝為流開。消除方法是重新安裝調(diào)節(jié)閥。

2）執(zhí)行機構不匹配，造成推力或轉矩不足，使調(diào)節(jié)閥動作不到位。消除方法是更換執(zhí)行機構。

3）調(diào)節(jié)閥結構設計使調(diào)節(jié)閥在運行過程當中產(chǎn)生不平衡力，下降調(diào)節(jié)閥的使用年限，在運行過程當中會使閥芯不平穩(wěn)。消除的方法是改進設計，提高制造工藝，從結構上解決不平力的問題。

（10）電動執(zhí)行機構的故障，電動執(zhí)行機構的故障除了普遍的線路短路外，還有伺服放大器和電動機的故障等。

1）各接插件松動或接線斷路或短路，造成接觸不良，并增大或下降有關線路阻抗。消除故障的方法是檢驗連接導線，重新插拔和插如各接插件。

2）減速器機構傳動部件。檢驗運轉是否正常，齒輪嚙合是否良好，是否有斷齒現(xiàn)象。處理的方法是更換殘缺的齒輪，添加潤滑劑。

3）電源。檢驗熔體是否熔斷，伺服放大器位置反饋有無冒煙和特殊氣味，如變壓器外殼絕緣層及電阻燒焦發(fā)生煙味。消除方法是更換損壞的元器件。

2.調(diào)節(jié)機構的故障分析及消除

（1）流量特性不匹配造成的故障。

1）被控對象具有飽和非線性特性（如溫度控制系統(tǒng)）。小流量時，控制系統(tǒng)可以正常運行，但大流量時控制系統(tǒng)呆滯?；蛐×髁繒r控制系統(tǒng)靈敏，甚至出現(xiàn)振蕩和不穩(wěn)定，但在大流量時，控制系統(tǒng)可以正常運行。故障的原因是選用了線性或快開流量特性調(diào)節(jié)閥。消除的方法是更換控制閥的內(nèi)件或調(diào)節(jié)閥，或安裝閥門定位器，使調(diào)節(jié)閥滿足等百分比流量特性要求。

2）被控對象具有線性特性（如流量隨動控制系統(tǒng)）。小流量時控制系統(tǒng)運行正常，大流量時控制系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩或不穩(wěn)定現(xiàn)象。或小流量時控制系統(tǒng)呆滯，大流量時控制系統(tǒng)可以正常運行。故障原因是選用了等百分比或拋物線流量特性調(diào)節(jié)閥。消除方法是更換調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件或控制閥，或安裝閥門定位器，使控制閥滿足線性流量特性要求。

3）調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)挑選不當。選用的額定流量系數(shù)過大或過小，使調(diào)節(jié)閥最小或最大流量變大或變小，不可滿足工藝生產(chǎn)過程的操作要求。調(diào)節(jié)閥工作在小開度或大開度時，控制質量變差。消除方法是重新核算控制閥流量系數(shù)，安裝符合要求的調(diào)節(jié)閥。

（2）流路設計和安裝不當造成的故障。因調(diào)節(jié)閥流路設計或安裝不當造成噪音增大，污物容易聚積在閥體內(nèi)部，使調(diào)節(jié)閥密封變差、泄量增大或卡死等。

1）雙座閥泄漏量增大。雙座閥未采用一體化設計，造成溫度變化時閥內(nèi)件膨脹系數(shù)不同而使泄漏量增大。消除方法是選用一體化閥座，或選用具有平衡功能的套簡閥。

2）三通閥用于合流時，由于合流的兩股流體溫度不同造成泄量增大。消除的方法將流體的合流改為分流控制，安裝三通閥在換熱器前，從而保證流體溫度一致。

3）流向不當造成噪音增大。如流開調(diào)節(jié)閥用于流關場合，造成小流量時的噪音增大消除方法是檢驗流向，重新安裝。

4）導向軸套安裝不當，不同軸，使摩擦增大，閥桿卡死。消除方法是重新安裝導問軸套。

（3）泄漏量造成的故障，內(nèi)泄漏造成可調(diào)比下降，嚴重時控制系統(tǒng)不可滿足工藝要求。外泄漏造成環(huán)境污染，成本提高。

1）因空化和汽蝕造成泄漏量增大。由于空化、閃蒸和氣蝕造成閥座和閥芯損壞，使節(jié)閥的泄漏量增大時表現(xiàn)為氣體或液體動力學噪音的增大。消除方法是檢驗閥內(nèi)件，更換重碾磨閥芯、閥座、閥芯堆焊硬合金、下降調(diào)節(jié)閥兩端壓降。

2）因被控流體含有雜物造成泄漏量增大。因管道吹掃時未將控制閥拆下，造成雜物進調(diào)節(jié)閥，或在運行過程當中，被控流體夾帶的雜物積聚在閥體內(nèi)部，這些雜物造成閥芯與座密封面損傷，使泄漏量增大。消除方法是碾磨閥芯和閥座，在吹掃管道時拆下調(diào)節(jié)閥，對含顆粒的被控流體，可在調(diào)節(jié)閥上游安裝過濾器。

3）法蘭安裝不當，造成受力不均勻引起外漏。消除方法是重新準確安裝連接法蘭和整片，并均勻用力擰緊連接焊槍、壓緊法蘭。

4）流向不當造成泄漏量增大。流向挑選不當使不平衡力增大，從而使泄量增大。除方法是重新準確安裝調(diào)節(jié)網(wǎng)。

（4）閥芯脫落造成的故障 閥芯脫落造成控制系統(tǒng)機械噪音增大，不可正常進行調(diào)節(jié)被控變量出現(xiàn)突然的上升或下降

1）調(diào)節(jié)閥流路設計不合理。造成網(wǎng)芯振蕩和受到剪切力，在長期運行過程當中，使閥與閥桿的連接出現(xiàn)斷裂，從而使閥芯脫落。消除方法是檢驗調(diào)節(jié)閥流路，更換銷軸。2）閥芯連接銷軸安裝不牢，造成閥芯脫落。消除方法是重新安裝銷軸，并緊固33，閩門定位器的故障囊

（1）閥門定位器凸輪不合適造成的故障，閥門定位器凸輪不合適造成的故障現(xiàn)象與節(jié)閥流量特性不合適造成的故障現(xiàn)象類似，它使控制系統(tǒng)在不同工作點處出現(xiàn)不穩(wěn)定或呆現(xiàn)象。消除方法是根據(jù)被控對象特性和調(diào)節(jié)閥流量特性挑選合適的閥門定位器凸輪。凸輪裝后需進行調(diào)試。

（2）閥門定位器放大器造成的故障，網(wǎng)門定位器放大器的故障有節(jié)流孔堵塞、放大增益過大等，前者使輸出變化緩慢，后者使控制系統(tǒng)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。因此，消除方法是檢和疏通放大器節(jié)流孔，當放大器增益過大時，可以減小壓緊鋼珠的片彈力或更換放大器等。

（3）閥門定位器檢測桿不匹配造成的故障 閥門定位器檢測桿不匹配造成死區(qū)增大不可準確及時反映兩位的反饋信號，因此控制系統(tǒng)的控制質量變差。消除方法是檢驗和重新安裝反饋檢測桿。

4.氣動系統(tǒng)常見故障氣動調(diào)節(jié)閥的氣源質量不良是最普遍的氣動系統(tǒng)故障。（1）水分造成的影響和故障，水分是壓縮機吸人濕空氣后在壓力升高時或冷卻時形成的，水分使氣動裝置的元件生銹，影響氣動元件動作。1）管道。造成管道內(nèi)部生銹，腐蝕管道，使管道承壓下降，嚴重時，使容器破裂。道底部滯留水分造成空氣流量不足，壓力損失增大。

2）元器件。管道生銹，加速過濾器網(wǎng)眼堵塞，使過器不可正常運轉。管內(nèi)氧化皮進人閥內(nèi)部，引起動作不良，空氣泄漏。氧化皮使元器件咬合，不可順利運轉，直接影響氣動元器件動作不穩(wěn)定。水滿浸人閥體內(nèi)部，造成動作不良，使動作失靈，還會引起水擊現(xiàn)象使元器件損壞。

3）環(huán)境。從排氣口向外放出凝結水，污染環(huán)境。措施是在壓縮機出口端設置空氣疏水閥，把壓縮機中產(chǎn)生的凝結水排除到固定的水箱內(nèi)。

（2）油分造成的影響和故障，壓縮機潤滑油呈現(xiàn)油霧狀混入壓縮空氣，并經(jīng)受熱隨壓縮空氣一起送出，是壓縮空氣含油的原因。

1）密封圈遇油變形、收縮、空氣泄漏，閥動作失靈，執(zhí)行元件輸出力不足;若密封圈遇油膨脹，使摩擦力增大，閥不可動作或執(zhí)行元件輸出力不足;密封圈硬化，擦面磨損空氣泄漏量增大;摩擦因數(shù)增大，閥門和執(zhí)行元件動作不良。

2）環(huán)境。工業(yè)原料化學藥品直接接觸空氣的場所使化學藥品性質變化;工業(yè)爐等直接接觸火焰場所有引起火災的危險;使用空氣的計量儀器因噴嘴堵塞而失靈;要求極度忌油環(huán)境，由于閥門和執(zhí)行元件密封部分的漏油造成環(huán)境污染。
清除方法是采用除油濾清器，如用離心式濾清器除油霧粒子，用活性碳吸附或用多孔濾芯除油等。

（3）粉塵造成的影響和故障!壓縮機吸人有粉生的空氣而送入氣動裝置，造成氣動元件磨損、損壞而增大摩擦力。器翹升分公家自圖雅件裝熱這股自

2）執(zhí)行元件。執(zhí)行元件的磨損，使動作失靈，下降輸出力。

3）放大器等具有節(jié)流功能的元器件。使噴嘴擋板的節(jié)流孔堵塞，因油污而失靈。排除粉塵的方法是在壓縮機吸氣口安裝空氣濾清器，進人氣動裝置前再用空氣過濾器過定期對過濾器濾芯進行清洗或更換。