氣動閥調(diào)試和常見故障分析與處理

唐志國

摘 要：隨著我國科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)改革進(jìn)程在飛速開展，其中最顯著的特點(diǎn)是工業(yè)自動化。隨著工業(yè)自動化的進(jìn)程不斷加快，電力、冶金、石油、化工等行業(yè)中對于氣動閥門的應(yīng)用也越來越廣泛。氣動閥的使用過程直接影響工業(yè)自動化系統(tǒng)的進(jìn)程，因此對其調(diào)試和常見故障分析是有必要并且迫在眉睫的。本文將對氣動閥調(diào)試和常見故障分析與處理提出建議，更好地利用氣動閥的功能，促進(jìn)工業(yè)自動化系統(tǒng)建設(shè)。

關(guān)鍵詞：氣動閥;故障;分析;調(diào)試

中圖分類號：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）12-0094-02

在工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程自動化的快速推進(jìn)過程中，氣動閥門成為一種在電力企業(yè)、化工企業(yè)、石油企業(yè)等眾多工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的控制儀表，同時也是工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要組成裝置。氣動閥在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠便利工業(yè)生產(chǎn)，但其運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的故障將會影響其正常化工業(yè)生產(chǎn)。為了盡量提升氣動閥的使用率，本文將對氣動閥調(diào)試和常見故障及處理方法提出相關(guān)建議。

1氣動閥結(jié)構(gòu)組成

氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥體和儀附件共同構(gòu)成氣動閥門。其中氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分材質(zhì)功能為薄膜式和活塞式兩種;閥體一般按其行程分為直行程和角行程;儀附件包括電磁閥、位置指示開關(guān)、空氣過濾減壓閥、定位器、電氣轉(zhuǎn)換器、手輪操作機(jī)構(gòu)、氣源管等。

2氣動開關(guān)閥的調(diào)試

氣動開關(guān)閥的調(diào)試必須遵守其構(gòu)成結(jié)構(gòu)的性能，為確保正常使用閥門，氣動開關(guān)閥在安裝完成后的調(diào)試必須按以下順序和步驟進(jìn)行。

2.1檢查氣動閥開關(guān)安裝的位置及管線連接

檢查事項(xiàng)：第一閥門安裝方向（針對有流向要求的）正確與否;第二確認(rèn)減壓閥和電磁閥的出入口連接是否正確;第三關(guān)于連接閥門供氣回路的接頭牢固程度以及嚴(yán)密情況;最后確認(rèn)電磁閥與位置開關(guān)接線位置的準(zhǔn)確與否[1]。

2.2檢查閥門主要單體附件

對空氣過濾減壓閥進(jìn)行檢查。首先安裝標(biāo)準(zhǔn)壓力表測量出口位置輸出壓力在對其檢查前，以確保閥門正常工作;其次對空氣過濾減壓閥是否泄漏進(jìn)行檢驗(yàn)以及吹掃;最后通過調(diào)整使空氣過濾減壓閥的出口壓力達(dá)到設(shè)定值。通過對壓力值的檢測確認(rèn)閥門的連接路線以及各處接口是否存在問題。

對電磁閥進(jìn)行檢查。根據(jù)安裝圖紙檢查并確認(rèn)電磁閥的安裝口是否正確;檢查電磁閥線圈，確保接地現(xiàn)象不會發(fā)生，并確認(rèn)電阻值是否在要求范圍內(nèi);最后通過對電磁閥通電的單體試驗(yàn)測試其進(jìn)氣以及排氣情況[2]。

對位置指示開掛進(jìn)行檢查。將位置指示開關(guān)的搖臂進(jìn)行上下扳動，然后使用萬用表對開關(guān)的觸點(diǎn)進(jìn)行測量，判斷閉合與斷開功能是否正常。根據(jù)其情況確定位置指示開關(guān)是否正常工作以及其性能程度，詳細(xì)記錄開位置和關(guān)位置的不同，為后期的檢查提供標(biāo)準(zhǔn)。

2.3檢查啟動開關(guān)閥的性能

在檢查開關(guān)閥性能時，主要是對閥門工作行程和壓力值、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的密封性及位置指示開關(guān)進(jìn)行檢查，其中最為重要的是檢查閥門動作行程，具體的連接方式可以參考圖1。

具體的操作方式如下：第一，將減壓閥輸出壓力慢慢加大，然后觀察閥門動作是否平穩(wěn)，如果輸出的壓力達(dá)到了額定值，可以使用檢漏液對閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查;第二，將減壓閥輸出壓力慢慢減少直到零，觀察閥門動作的平穩(wěn)狀況;第三，在調(diào)解壓力閥的輸出壓力時，可以對壓力值進(jìn)行實(shí)時記錄，然后根據(jù)壓力值差設(shè)定閥門彈簧的范圍值。當(dāng)氣動開關(guān)閥的現(xiàn)場檢查工作完畢后，需要對其進(jìn)行遠(yuǎn)程試驗(yàn)：觀察控制室動作閥門及現(xiàn)場檢查閥門能否正常動作;對閥門的報警、動作時間和位置指示反饋等進(jìn)行檢查，確保其控制回路及反饋回路是暢通的[3]。

3分析氣動開關(guān)閥的典型故障

3.1氣動開關(guān)閥動作不到位或者無法正常動作

造成氣動開關(guān)閥動作出現(xiàn)問題有以下幾種原因：電磁閥故障、執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障、控制邏輯故障、閥體故障等。通常情況下，如果閥門出現(xiàn)不能正常動作的故障時，首先應(yīng)該對氣源及空氣過濾減壓閥的出口壓力進(jìn)行檢查，然后再對電磁閥和控制邏輯故障進(jìn)行檢查，最后對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，判斷閥芯是否正常。

故障案例一。某電站設(shè)置了一個真空泵回路，一臺氣動隔離閥布置在了真空泵進(jìn)料的管路上，而氣動隔離閥會隨著真空泵的啟動而全開，隨著停運(yùn)而關(guān)閉。為了對真空泵進(jìn)行保護(hù)，應(yīng)該將真空泵的啟停和氣動隔離閥開關(guān)進(jìn)行邏輯連鎖控制，氣動隔離閥在泵啟動之前就應(yīng)該打開，否則會發(fā)生跳泵的情況。如果在運(yùn)行過程中，泵不能自行啟動，此時應(yīng)該對閥門的動作進(jìn)行檢查，如果閥門動作、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣源壓力及電磁閥的工作狀態(tài)是正常的，可以通過查閱資料得知：泵在啟動時，閥門的打開時間只有2s，不然就會跳泵，所以就可能存在閥門打開不及時導(dǎo)致的跳泵情況。在這種情況下，可以對氣動執(zhí)行機(jī)進(jìn)行保壓試驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏情況，可以更換一些備件，然后回裝，可以確保真空泵的正常運(yùn)行。

故障案例二。某電站在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置了一臺齒輪齒條式氣動開關(guān)閥，在閥門得氣時開，不得氣時關(guān)閉，在失氣時彈簧會自動復(fù)位，閥門就會出現(xiàn)開關(guān)不到位的問題，這時需要對氣源及電磁閥等進(jìn)行檢查，確認(rèn)沒有問題后，使用檢漏液檢查氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接部位，如果在機(jī)構(gòu)的齒輪軸端發(fā)現(xiàn)漏氣，這種情況就會導(dǎo)致氣壓不足，閥門開關(guān)不到位。解決的辦法是將氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)拆下，然后將齒輪軸取出，如果發(fā)現(xiàn)在O型密封圈的溝槽有變形的情況，那么就是密封失效，這時應(yīng)該校正缺陷部位，進(jìn)行打磨，更換密封件，然后隨氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作進(jìn)行檢查，如果一切正常，可以進(jìn)行回裝，然后在線檢查，確保閥門能正常工作后，問題才真正得到解決。

3.2氣動開關(guān)閥在控制室的位置反饋故障

出現(xiàn)這種故障的原因有兩種：（1）當(dāng)故障出現(xiàn)時，可以使用萬用表對在控制室的閥門位置指示開關(guān)進(jìn)行測量，如果現(xiàn)場閥門位置開關(guān)處于不正確的狀態(tài)，就應(yīng)該對位置指示開關(guān)進(jìn)行現(xiàn)場測量，然后用手將位置開關(guān)搖臂扳動，對位置指示開關(guān)的動作進(jìn)行檢查，判斷其是否到位，如果位置開關(guān)的位置沒有到位，依據(jù)接近閥門全關(guān)位置的關(guān)位置開關(guān)以及接近全開位置的開位置開關(guān)時動作，然后進(jìn)行復(fù)位檢查，消除缺陷;（2）由機(jī)械方面引起，如果因?yàn)闆]有調(diào)整好閥門氣缸動作機(jī)械限位，導(dǎo)致閥門應(yīng)打開的位置并沒有正常打開，同時因機(jī)械限位，使閥門停止動作，而位置開關(guān)并沒有動作，從而造成控制室閥位出現(xiàn)指示不正?，F(xiàn)象[4]。

4氣動調(diào)節(jié)閥常見故障分析

4.1磨蝕

造成磨蝕的原因是因?yàn)榱黧w的速度過快，而流體中的顆粒會發(fā)生空化和閃蒸的情況，這種情況一般和系統(tǒng)的設(shè)計、管路的布置以及閥門選型的不合理有關(guān)系，解決磨蝕的根本方法是：設(shè)計者需要對系統(tǒng)所配置的閥門進(jìn)行重新優(yōu)化，使得閥門能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需要。

4.2閥座環(huán)、閥芯及閥體的泄漏

導(dǎo)致閥座環(huán)及閥芯表面出現(xiàn)損壞的原因是：執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用力過小、閥座螺紋出現(xiàn)了松動或者腐蝕的情況、擰緊力矩過小以及閥體有氣孔等。解決這種問題的辦法是：對閥座進(jìn)行研磨;將閥芯進(jìn)行密封;將執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥桿間的連接進(jìn)行調(diào)節(jié);將閥芯、閥座更換;增大擰緊力矩;進(jìn)行焊接修理等。

故障案例：某電站設(shè)置了一臺膜片式啟動控制流量調(diào)節(jié)閥，由于采用的是波紋管式密封的結(jié)構(gòu)，所以在閥門全關(guān)的狀態(tài)如果還存在微小流量，那么極有可能是閥門內(nèi)漏。而正確的處理方法是：對閥門動作、電磁閥、定位器等進(jìn)行檢查后一切正常，接下來就要對其解體進(jìn)行檢查，將閥芯取出，檢查密封面是否有問題，由于波紋管具有彈性作用，所以閥芯與閥座想要緊密貼合需要閥桿向下施加壓力，當(dāng)閥桿下移到一定位置時，使得閥芯與閥座貼合，將這個位置進(jìn)行標(biāo)記，然后將執(zhí)行機(jī)構(gòu)回裝，進(jìn)行動作試驗(yàn)，試驗(yàn)無異常，確認(rèn)故障消除。

4.3填料泄漏

關(guān)于填料泄漏，其發(fā)生的主要原因是粗糙度高的閥桿表面與填料間存在微小的外漏通道;其他可能原因?yàn)殚y桿彎曲、填料蓋壓過于松散、填料選用不當(dāng)以及填料層堆積過高等?？赏ㄟ^打磨使閥桿光滑、調(diào)直閥桿、重新擰緊填料壓蓋;重新挑選合適的填料或降低填料高度等方法解決填料的泄漏問題[5]。

4.4活塞環(huán)密封處泄漏

造成此類問題的原因如下：氣缸表面粗糙度太高以及內(nèi)徑偏差不適當(dāng)、活塞環(huán)安裝不當(dāng)使密封性不足、密封件類型較差性能不夠和密封件使用時間過長存在損壞等。解決方法：打磨氣缸，修理氣缸內(nèi)徑;正確安裝活塞環(huán)，保證良好的密封性;按照實(shí)際更要求換密封環(huán)類型;重新更換密封環(huán)。

4.5閥卡堵

一旦閥桿的往復(fù)形成動作出現(xiàn)了遲鈍的情況，那么閥體內(nèi)極有可能存在大的顆粒異物或者填料壓得太緊，也有可能是聚四氟乙烯填料出現(xiàn)老化以及閥桿出現(xiàn)彎曲劃傷等原因。調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)卡堵一般出現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行初期，因?yàn)楣艿纼?nèi)的焊渣以及其他異物會在節(jié)流口等部位造成堵塞。解決這種障礙的的方法有：如果是異物造成的調(diào)節(jié)閥卡堵，應(yīng)該將閥門解體，清潔閥內(nèi)的雜質(zhì)，然后進(jìn)行檢修;如果是因?yàn)樘盍侠匣蛻?yīng)該及時更換填料;如果是因?yàn)樘盍蠅旱锰o，應(yīng)該適當(dāng)旋松填料壓蓋，重復(fù)閥門全開、全關(guān)的動作，直到閥門動作恢復(fù)正常。

4.6閥門沒有動作

造成閥門沒有動作的原因有以下幾個：沒有氣源或者氣源的壓力不足;供氣管出現(xiàn)斷裂或變形;執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障和泄漏的情況;閥桿或者軸發(fā)生卡死現(xiàn)象。解決手段：（1）檢查并修理氣源;（2）修理或更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障部件和密封件;（3）若由于摩擦過大引起卡住，可對閥桿或軸進(jìn)行適當(dāng)潤滑;（4）對閥內(nèi)件損壞件進(jìn)行修復(fù)或更換并重裝等[6]。

5結(jié)語

在核電及化工行業(yè)中，氣動開關(guān)閥以及氣動調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用領(lǐng)域越發(fā)廣泛，并且有助于推進(jìn)核電廠系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行進(jìn)程，對提升核電產(chǎn)業(yè)升級具有重大意義。相信通過本文可以為其存在的缺陷提供處理方法和思路，并且對核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的積極意義。

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