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氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝與故障原因分析

發(fā)布于:2019/8/22 9:24:02 點(diǎn)擊量:205

    在自動(dòng)化程度較高的化工控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)閥作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置,接受控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)化工流程的調(diào)節(jié),它的動(dòng)作穩(wěn)定性直接關(guān)系著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。

    1 調(diào)節(jié)閥的選型與安裝

    1.1 調(diào)節(jié)閥選型

    項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)使用場(chǎng)合的重要性合理選擇調(diào)節(jié)閥廠商,向調(diào)節(jié)閥廠商提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù),如介質(zhì)、溫度、壓力、閥前后壓差、流量特性、管道口徑、作用方式等。根據(jù)已知的流體條件,計(jì)算出必要的KV值,選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑,在安裝中,連接調(diào)節(jié)閥的管道可以使用大小頭做縮徑、擴(kuò)徑處理。

    1.2 調(diào)節(jié)閥安裝

    首先,調(diào)節(jié)閥的安裝應(yīng)遵循國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),按照設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)文件的規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行,并確保調(diào)節(jié)閥的安全性。

    1.2.1 安裝旁路閥與放泄閥

    調(diào)節(jié)閥在使用過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)些問(wèn)題,為能及時(shí)處理調(diào)節(jié)閥故障隱患,在工藝管路上一定要增加旁路閥與前后截止閥,以便能將調(diào)節(jié)閥從工藝系統(tǒng)中切除處理。而在切斷管路時(shí)管內(nèi)不可避免的積有帶壓流體,因此必須在調(diào)節(jié)閥前后裝設(shè)放泄閥,如圖1。

圖1 調(diào)節(jié)閥組示意圖

    1.2.2 安裝調(diào)節(jié)閥的注意事項(xiàng)

    (1)調(diào)節(jié)閥的安裝位置應(yīng)滿足工藝流程設(shè)計(jì)的要求,并應(yīng)盡可能靠近控制系統(tǒng)中的一次測(cè)量元件,以提高調(diào)節(jié)閥的控制精度;

    (2)調(diào)節(jié)閥應(yīng)布置在地面或平臺(tái)上,定位器應(yīng)朝向過(guò)道,便于操作和維修;

    (3)調(diào)節(jié)閥應(yīng)正立垂直安裝于水平管道上,特殊情況下方可傾斜安裝,但須加支撐;

    (4)調(diào)節(jié)閥組在安裝時(shí)應(yīng)充分考慮拆裝方便,防止安裝以后無(wú)法拆卸;

    (5)介質(zhì)中含有固體顆粒的管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)與旁路閥布置在同一個(gè)平面上或?qū)⑴月烽y布置在調(diào)節(jié)閥的下方;

    (6)調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于60℃,不低于-40℃的地方,并遠(yuǎn)離振動(dòng)源。

    2 調(diào)節(jié)閥故障原因分析處理及實(shí)例

    下面總結(jié)分析影響調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行的因素及其對(duì)策,以及金赤公司已出現(xiàn)故障并處理的部分調(diào)節(jié)閥實(shí)例。

    2.1 卡堵

    調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是卡堵,常出現(xiàn)在新系統(tǒng)投運(yùn)和大修投運(yùn)初期,由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢。一般故障處理:可迅速開(kāi)、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥,讓臟物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿,在外加信號(hào)壓力情況下,正反用力旋動(dòng)閥桿,讓閥芯閃過(guò)卡處。若不能湊效則增加氣源壓力增加驅(qū)動(dòng)功率反復(fù)上下移動(dòng)幾次,即可解決問(wèn)題。如若仍不動(dòng)作,則需解體處理。

    金赤公司新投運(yùn)的系統(tǒng),出現(xiàn)過(guò)很多類似現(xiàn)象,最典型的就是CASEL軌道球閥卡塞開(kāi)不到位,增加氣源壓力到0.6MPa也沒(méi)有完全打開(kāi),最終解體檢修發(fā)現(xiàn)閥門軌道桿已被磨損得很粗糙,打磨光滑后,正常投入使用。

    2.2 閥門定位器故障

    隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代,機(jī)械式定位器逐漸被淘汰,現(xiàn)在的調(diào)節(jié)閥基本采用智能閥門定位器。公司新型煤化工項(xiàng)目,調(diào)節(jié)閥基本全部采用智能定位器,使用最多的是西門子PS2系列、FisherDVC2000系列、DVC6000系列等。

    在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),智能定位器雖然方便易用,但是電子集成度太高,雖為模塊化設(shè)計(jì),但是單獨(dú)采購(gòu)某一模塊的價(jià)格和一個(gè)定位器價(jià)格差不多,還不如整體更換,普通儀修人員基本沒(méi)有維修的可能。因此在安裝與使用過(guò)程中必須注意避震、防止太陽(yáng)直射造成溫度過(guò)高燒壞電子元件,儀表空氣必須潔凈,以保證定位器能穩(wěn)定、長(zhǎng)期正常使用。

    2.3 閥芯、閥座變形泄漏

    閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過(guò)程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加劇。而腐蝕介質(zhì)的通過(guò),流體介質(zhì)的沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當(dāng)腐蝕性介質(zhì)在通過(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí),便會(huì)產(chǎn)生對(duì)閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著時(shí)間的推移,導(dǎo)致閥芯、閥座不貼合,存在間隙,關(guān)不嚴(yán)發(fā)生泄漏。

    解決方法:關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料,對(duì)麻點(diǎn)、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅(jiān)決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴(yán)重,可經(jīng)過(guò)細(xì)砂紙研磨,消除痕跡,提高密封光潔度,以提高密封性能。若損壞嚴(yán)重,則應(yīng)更換新閥。

    金赤公司使用的DAFRAM球閥在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏嚴(yán)重,導(dǎo)致合成系統(tǒng)在臨時(shí)停車時(shí)保不住壓力,對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)損失很大。圖2為DAFRAM球閥結(jié)構(gòu)圖,硬密封球閥是雙向密封,只要閥芯閥座接觸良好就應(yīng)該密封的很好,初步分析為圖2圓圈中所示的505彈簧部件失效,造成閥座不能與閥芯緊密貼合而泄漏。


圖2 DAFRAM球閥結(jié)構(gòu)圖

    拆卸開(kāi)以后發(fā)現(xiàn),管道有銹蝕現(xiàn)象,閥座直接卡死,將閥座取出后,銹蝕還是很嚴(yán)重的(見(jiàn)圖3),隨后對(duì)銹蝕部分進(jìn)行打磨清洗。

圖3 DAFRAM球閥銹蝕情況

    處理完成后裝回閥座,閥座明顯凸出,用力按下后會(huì)自動(dòng)彈出,說(shuō)明彈簧恢復(fù)作用,回裝以后,正常運(yùn)行至今無(wú)問(wèn)題。分析原因?yàn)槌跗诠艿浪嵯春笪辞逑锤蓛簦斐砷y座處結(jié)垢銹蝕后卡死閥座所致。

    圖4為Fisher籠式調(diào)節(jié)閥的套筒,可以看出套筒上的小孔已經(jīng)沖穿,調(diào)節(jié)閥此時(shí)已經(jīng)基本沒(méi)有調(diào)節(jié)流量的能力。在拆卸這個(gè)調(diào)節(jié)閥時(shí),套筒小孔里有很多焊渣堵卡在里面,造成部分小孔不能流通,部分小孔又因流量太大造成不可修復(fù)的沖蝕,因此這個(gè)調(diào)節(jié)閥只能對(duì)閥內(nèi)件進(jìn)行整體更換。我們?cè)谑褂没\式調(diào)節(jié)閥時(shí),一定要提高介質(zhì)的潔凈度,以延長(zhǎng)調(diào)節(jié)閥的使用壽命。

圖4 Fisher籠式調(diào)節(jié)閥的套筒

    2.4 泄漏

    2.4.1 閥內(nèi)漏

    閥桿長(zhǎng)短不適。氣開(kāi)閥,閥桿太長(zhǎng)閥桿向上的(或向下)的距離不夠,造成閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短,導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導(dǎo)致關(guān)不嚴(yán)而內(nèi)漏。

    解決辦法:縮短(或延長(zhǎng))調(diào)節(jié)閥閥桿使其長(zhǎng)度合適,不再內(nèi)漏。

    2.4.2 填料泄漏

    填料裝入填料函以后,經(jīng)壓蓋對(duì)其施加軸向壓力。由于填料的塑性,使其產(chǎn)生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸并不是非常均勻的。有些部位接觸的松,有些部位接觸的緊,甚至有些部位沒(méi)有接觸上。在使用過(guò)程中,隨著高溫、高壓和滲透性強(qiáng)的流體介質(zhì)的影響,調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對(duì)于用紡織品材質(zhì)制作的填料還會(huì)出現(xiàn)滲漏(壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料性能因長(zhǎng)時(shí)間在壓力環(huán)境下而逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時(shí)壓力介質(zhì)就會(huì)沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。

    解決對(duì)策:為使填料裝入方便,在填料函頂端倒角,在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護(hù)環(huán)(與填料的接觸面不能為斜面),以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工,以提高表面光潔度,減少填料磨損。填料選用柔性石墨,因其具有氣密性好,摩擦力小,長(zhǎng)期使用后變化小,維修容易,壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化,耐壓性和耐熱性良好,不受內(nèi)部介質(zhì)的侵蝕,與閥桿和填料函內(nèi)部接觸的金屬不發(fā)生點(diǎn)蝕或腐蝕。這樣,有效地保護(hù)了閥桿填料函的密封,保證了填料密封的可靠性和長(zhǎng)期性。

    3 結(jié)束語(yǔ)

    應(yīng)認(rèn)真對(duì)待調(diào)節(jié)閥的選型與安裝,在使用過(guò)程中對(duì)調(diào)節(jié)閥故障原因準(zhǔn)確分析,采取適當(dāng)?shù)奶幚?、改進(jìn)辦法,將大大提高調(diào)節(jié)閥的利用率,降低儀表故障率,對(duì)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高以及能源消耗的降低都有著重要作用,可有效提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量,從而確保生產(chǎn)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。



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