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气动控制阀原理应用及维修
2013-8-3 15:00:51

工作原理:  

气动控制阀就是以压缩空气为动力源,以气缸为执行器,并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门,实现开关量或比例式调节,接收工业自动化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。气动控制阀的特点就是控制简单,反应快速,且本质安全,不需另外再采取防爆措施。

气动控制阀的分类及应用  气动控制阀动作分气开型和气关型两种。气开型(Air to Open) 是当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上限时,阀门处于全开状态。反过来,当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时,阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时,阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。气动控制阀的气开或气关,通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时,控制阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全?举例来说,一个加热炉的燃烧控制,控制阀安装在燃料气管道上,根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时,宜选用气开阀更安全些,因为一旦气源停止供给,阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断,燃料阀全开,会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备,热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却,控制阀安装在冷却水管上,用换热后的物料温度来控制冷却水量,在气源中断时,控制阀应处于开启位置更安全些,宜选用气关式(即FO)控制阀。

气开式改变为气关式或气关式改变为气开式,如控制阀安装有智能式阀门定位器,在现场可以很容易进行互相切换。

但也有一些场合,故障时不希望阀门处于全开或全关位置,操作不允许,而是希望故障时保持在断气前的原有位置处。这时,可采取一些其它措施,如采用保位阀或设置事故专用空气储缸设施来确保。
气动控制阀的维修:  气动控制阀准确正常地工作对保证工艺装置的正常运行和安全生产有着十分重要的意义。因此加强气动控制阀的维修是必要的。

一、检修时的重点检查部位

检查间体内壁:在高压差和有腐蚀性介质的场合,阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀,必须重点检查耐压耐腐情况;

检查阀座:因工作时介质渗入,固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛;

检查阀芯:阀芯是控制阀的可动部件之一,受介质的冲蚀较为严重,检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损,特别是在高压差的情况下,阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重。损坏严重的阀芯应予更换;检查密封填料:检查盘根石棉绳是否干燥,如采用聚四氟乙烯填料,应注意检查是否老化和其配合面是否损坏;

检查执行机构中的橡胶薄膜是否老化,是否有龟裂现象。

二、气动用控制阀的日常维护

当控制阀采用石墨一石棉为填料时,大约三个月应在填料上添加一次润滑油,以保证控制阀灵活好用。如发现填料压帽压得很低,则应补充填料,如发现聚四氟乙燥填料硬化,则应及时更换;应在巡回检查中注意控制阀的运行情况,检查阀位指示器和调节器输出是否吻合;对有定位器的控制阀要经常检查气源,发现问题及时处理;应经常保持控制阀的卫生以及各部件完整好用。

三、常见故障及产生的原因

(一)控制阀不动作。故障现象及原因如下:

1.无信号、无气源。①气源未开,②由于气源含水在冬季结冰,导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵,③压缩机故障;④气源总管泄漏。

2.有气源,无信号。①调节器故障;③定位器波纹管漏气;④调节网膜片损坏。

3.定位器无气源。①过滤器堵塞;②减压阀故障I③管道泄漏或堵塞。

4.定位器有气源,无输出。定位器的节流孔堵塞。

5.有信号、无动作。①阀芯脱落,②阀芯与社会或与阀座卡死;③阀杆弯曲或折断;④阀座阀芯冻结或焦块污物;⑤执行机构弹簧因长期不用而锈死。

(二)控制阀的动作不稳定。故障现象和原因如下:

1.气源压力不稳定。①压缩机容量太小;②减压阀故障。

2.信号压力不稳定。①控制系统的时间常数(T=RC)不适当;②调节器输出不稳定。

3.气源压力稳定,信号压力也稳定,但控制阀的动作仍不稳定。①定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严,耗气量特别增大时会产生输出震荡;②定位器中放大器的喷咀挡板不平行,挡板盖不住喷咀;③输出管、线漏气;④执行机构刚性太小;⑤阀杆运动中摩擦阻力大,与相接触部位有阻滞现象。

(三)控制阀振动。故障现象和原因如下:

1.控制阀在任何开度下都振动。①支撑不稳;②附近有振动源;③阀芯与衬套磨损严重。

2.控制阀在接近全闭位置时振动。①控制阀选大了,常在小开度下使用;②单座阀介质流向与关闭方向相反。

(四)控制阀的动作迟钝。迟钝的现象及原因如下:

1.阀杆仅在单方向动作时迟钝。①气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏;②执行机构中“O”型密封泄漏。

2.阀杆在往复动作时均有迟钝现象。①阀体内有粘物堵塞;②聚四氟乙烯填料变质硬化或石墨一石棉填料润滑油干燥;③填料加得太紧,摩擦阻力增大;④由于阀杆不直导致摩擦阻力大;⑤没有定位器的气动控制阀也会导致动作迟钝。

(五)控制阀的泄漏量增大。泄漏的原因如下:

1.阀全关时泄漏量大。①阀芯被磨损,内漏严重,②阀未调好关不严。

2.阀达不到全闭位置。①介质压差太大,执行机构刚性小,阀关不严;②阀内有异物;③衬套烧结。

(六)流量可调范围变小。主要原因是阀芯被腐蚀变小,从而使可调的最小流量变大。

了解气动控制阀的故障现象及原因,可以对症采取措施予以解决。以上由瓦特斯提供,瓦特斯作为世界控制阀的重要供应商,在控制阀领域吸纳创新,致力于高品质控制阀的研发和生产,为客户提供全方位的工业管路控制方案,产品广泛应用于石油、化工、电力、冶金、食品、医药、城建、机械配套等行业。

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