氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是工業(yè)生產(chǎn)廣泛使用的工業(yè)過程控制儀表之一，它是組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)就是控制簡單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全。

　　下面，了解一下氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的常見故障及處理方法。望能對(duì)工廠的現(xiàn)場維護(hù)人員起到一點(diǎn)助益。

　　調(diào)節(jié)閥常見故障現(xiàn)象及原因分析

　　2.1 氣源故障

　　1）現(xiàn)場氣源未開。

　　2）氣源含水，天氣寒冷結(jié)冰。

　　3）凈化風(fēng)停止供應(yīng)。

　　4）氣源總管泄露或風(fēng)線堵塞導(dǎo)致風(fēng)壓過低，調(diào)節(jié)閥不能全開或全關(guān)，甚至不動(dòng)作。

　　5）空氣過濾減壓器長時(shí)間使用，臟物太多，減壓閥下黑色旋鈕打開漏風(fēng)，使輸出風(fēng)壓小于規(guī)定的壓力，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥不能全開全關(guān)，甚至不動(dòng)作。

　　6）現(xiàn)場風(fēng)線漏風(fēng)，接頭松動(dòng)，導(dǎo)致風(fēng)壓不足，調(diào)節(jié)閥不能全開全關(guān)，甚至不動(dòng)作。

　　7）過濾減壓閥故障，導(dǎo)致風(fēng)壓不穩(wěn)，造成調(diào)節(jié)閥振蕩。

　　2.2 線路故障

　　1）電源線接線端松動(dòng)、脫落、短路、斷路，電路板灰塵積得太多導(dǎo)致接觸不良，信號(hào)波動(dòng)，調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生振動(dòng)。

　　2）大雨或臺(tái)風(fēng)過后，設(shè)備進(jìn)水受潮使接線短路，造成調(diào)節(jié)閥不能全開或全關(guān)。

　　3）極性接反會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作。

　　4）電源線中間段故障，由于絕緣膠帶的失效，電線絕緣皮脫落造成線與線之間的短路，由于現(xiàn)場振動(dòng)導(dǎo)致電線斷裂，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不連續(xù)振蕩，不能全開或全關(guān)甚至是不動(dòng)作。

　　5）由于調(diào)節(jié)閥維修過后接線失誤，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥故障。

　　6）調(diào)節(jié)閥輸出信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥操作波動(dòng)。

　　2.3 定位器故障

　　1）反饋桿固定螺母松動(dòng)脫落，反饋桿上的彈簧脫落，造成反饋桿的松動(dòng)、脫落、卡澀，使調(diào)節(jié)閥振蕩。

　　2）定位器中的位置傳感器故障，當(dāng)振動(dòng)到壞點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致中控室顯示超程，過一陣又恢復(fù)正常，通過更換可以解決。

　　3）定位器PID參數(shù)整定不合適。

　　2.4 調(diào)節(jié)閥閥體故障

　　1）調(diào)節(jié)閥閥芯或閥座磨損（介質(zhì)的沖刷、鐵銹、焊渣等臟物的劃傷磨損），卡澀（介質(zhì)中的各種雜質(zhì)堵塞），密封不嚴(yán)（密封環(huán)磨損），導(dǎo)致閥全關(guān)時(shí)介質(zhì)依然過量，無法控制。

　　2）調(diào)節(jié)閥盤根壓得過緊或過松，過緊使調(diào)節(jié)閥閥桿動(dòng)作遲緩或跳躍，過松會(huì)使介質(zhì)泄露，若是重油很有可能燃燒，造成很大的事故。

　　3）調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)管道與閥體不同心，使調(diào)節(jié)閥受附加應(yīng)力過大，造成振蕩，不能全開或全關(guān)等。

　　4）調(diào)節(jié)閥閥桿與連接件固定螺母松動(dòng)，閥桿與閥芯不同心，導(dǎo)致閥關(guān)不死，所受應(yīng)力增大，導(dǎo)致閥桿高頻振蕩，甚至斷裂。

　　5）調(diào)節(jié)閥膜頭故障，由于膜片長時(shí)間使用，老化變質(zhì)，彈性變小，密封性變差，膜片漏氣，壓縮彈簧老化，彈性變小，斷裂，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥不能全開全關(guān)甚至失去控制。

　　6）調(diào)節(jié)閥閥芯脫落、閥芯與閥座卡死、閥桿彎曲或折斷會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動(dòng)作正常，但是起不到調(diào)節(jié)作用。

　　2.5 調(diào)節(jié)閥應(yīng)用工況與原設(shè)計(jì)工況不符導(dǎo)致的故障

　　1）由于設(shè)計(jì)院給的設(shè)計(jì)參數(shù)（閥體的材質(zhì)、填料的形式、調(diào)節(jié)閥的流開與流閉、流量特性的選擇及使用時(shí)的開度等）與現(xiàn)場實(shí)際不符出現(xiàn)故障。

　　2）由于工藝介質(zhì)的變化，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥的工況滿足不了實(shí)際工況而造成故障。

　　3）流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的閃蒸（液體流過調(diào)節(jié)閥的節(jié)流口時(shí)，速度上升，壓力下降，降到液體在該工況下的飽和蒸汽壓Pv時(shí)，便會(huì)汽化，分解出氣體形成兩相流動(dòng)）、空化（節(jié)流后，速度下降，壓力回升，當(dāng)壓力的恢復(fù)超過Pv時(shí)，不再繼續(xù)汽化，同時(shí)液體中的氣泡將還原為液體，這時(shí)氣泡破裂，產(chǎn)生較強(qiáng)的壓力沖擊波）、氣蝕（由于氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊力極大，會(huì)嚴(yán)重地沖擊損傷閥芯、閥座表面，特別是密封面處，會(huì)產(chǎn)生蜂窩狀的損壞），造成調(diào)節(jié)閥的振蕩，材質(zhì)的損壞及較大的噪聲。

　　4）現(xiàn)場有振動(dòng)源（管道或基座），會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥接線松動(dòng)，固定螺母松動(dòng)甚至導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥振蕩。

　　5）調(diào)節(jié)閥流通能力Cv值選得過大，經(jīng)常在小開度下工作，介質(zhì)對(duì)閥芯閥座的沖刷及流量特性均受很大影響，使調(diào)節(jié)閥振蕩。

　　6）調(diào)節(jié)閥流向裝反，導(dǎo)致流開與流閉的形式反向，不僅會(huì)影響調(diào)節(jié)閥的流量特性，還有可能使閥前后壓差過大，使閥開關(guān)所需的力增大，甚至導(dǎo)致閥桿斷裂。

　　7）調(diào)節(jié)閥在使用過程中，由于介質(zhì)的壓力波動(dòng)，閥芯相對(duì)于導(dǎo)向面作橫向運(yùn)動(dòng)（若閥芯與閥座間間隙較大，振動(dòng)更加強(qiáng)烈），一般會(huì)產(chǎn)生頻率小于1500Hz的振動(dòng)，當(dāng)其頻率與調(diào)節(jié)閥的固有頻率相接近甚至相同時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振，這種工況下的調(diào)節(jié)閥會(huì)產(chǎn)生嘯叫現(xiàn)象，以及極大的破壞力。

　　8）調(diào)節(jié)閥壓縮彈簧剛度不足，預(yù)緊力不夠也會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥振蕩。

　　9）當(dāng)介質(zhì)內(nèi)含有雜質(zhì)、異物卡在閥芯閥座處，會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥關(guān)不死，泄漏量增大。

　　10）由于介質(zhì)高溫高壓（一般高于200℃），盤根會(huì)出現(xiàn)泄漏，而且填料壓蓋又不能壓得太緊，如果緊固解決不了，就必須更換，例如常減壓裝置的重油一旦泄漏，很容易發(fā)生事故。

　　11）調(diào)節(jié)閥閥蓋法蘭泄漏和閥體出現(xiàn)砂眼也會(huì)造成調(diào)節(jié)閥的外漏，外漏所造成的影響要比內(nèi)漏更加嚴(yán)重。

　　解決及改進(jìn)方案：

　　1）改變閥芯的流量特性

　　調(diào)節(jié)閥一般在開度相對(duì)較低的時(shí)候發(fā)生振動(dòng)，采用改變調(diào)節(jié)閥流量特性的方法可以消除振動(dòng)。如把快開特性改成直線特性、直線特性改成等百分比特性、等百分比特性改成雙曲線特性，可以在調(diào)節(jié)閥流量不變的情況下增大閥門的開度，從而可以避免調(diào)節(jié)閥在小開度下工作，有效地防止調(diào)節(jié)閥振動(dòng)的發(fā)生。

　　2）改變安裝方向

　　改變閥門流向，由側(cè)進(jìn)底出改為底進(jìn)側(cè)出，即將流閉閥改成流開閥，通過改變流向消除振動(dòng)現(xiàn)象，增加閥門運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　3）改變閥門結(jié)構(gòu)

　　由ASB拋物線型平衡式閥內(nèi)件改為ABM籠式平衡式閥內(nèi)件，介質(zhì)流經(jīng)閥芯流量孔后通過互相碰撞降低流速及消耗掉部分能量，達(dá)到閥門的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　常二線控制閥101-FV-03302震蕩

　　現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥最常見的故障就是震蕩，調(diào)節(jié)閥的波動(dòng)過大會(huì)影響工藝操作平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量不合格，甚至引起事故。震蕩現(xiàn)象雖然十分普遍，但引起震蕩的原因很多，故根據(jù)2013年12月13日常二線控制閥101-FV-03302的典型故障，總結(jié)出一個(gè)常規(guī)的分析解決方案，方法如下：

　　首先檢查氣路環(huán)節(jié)，即檢查風(fēng)壓是否達(dá)到要求，風(fēng)線接頭處是否漏氣，定位器是否漏氣等。具體步驟為：將其打到手動(dòng)狀態(tài)，使閥開到一定開度，觀察閥位是否變化，其上面的小風(fēng)表也會(huì)有靈敏的變化，可據(jù)此判斷定位器環(huán)節(jié)是否漏氣，若閥桿與膜頭連接處漏風(fēng)，則說明膜片破損。經(jīng)檢查后，發(fā)現(xiàn)定位器進(jìn)氣模塊處漏風(fēng)，隨后進(jìn)行密封處理，漏氣現(xiàn)象消除，但閥還是震蕩，于是對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自整定，看自整定能否消除震蕩現(xiàn)象。整定完后調(diào)節(jié)閥仍然震蕩，于是在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整以達(dá)到較快解決問題的目的。定位器中包含有PID參數(shù)，故而它也相當(dāng)于一個(gè)調(diào)節(jié)器，因此對(duì)參數(shù)的調(diào)整會(huì)相對(duì)煩瑣一些，解決閥震蕩的參數(shù)只要有以下幾項(xiàng)：

　　1）將運(yùn)行模式從“1.0自適應(yīng)控制方式”下切換到“1.1固定控制方式”，觀察震蕩現(xiàn)象是否減小或消除，若無減小或消除，則進(jìn)行下一步設(shè)置。

　　2） 調(diào)整“P1.2容差帶”，定位器的容差帶缺省設(shè)置在0.68%，而針對(duì)震蕩的閥則應(yīng)適當(dāng)增大其容差帶，但保證容差帶總是比死區(qū)大0.2％以上。

　　3） P7.0與P7.1是開向與關(guān)向放大比例，數(shù)值較高，控制速度快，但同時(shí)影響穩(wěn)定性，數(shù)值太大將會(huì)引起波動(dòng)。

　　4） P7.2與P7.3是開向與關(guān)向積分時(shí)間，數(shù)值較高，控制速度快，但同時(shí)影響閥位精度。

　　5） P7.4與P7.5是開向與關(guān)向微分，使調(diào)節(jié)閥的閥桿提前啟動(dòng)和制動(dòng)，但數(shù)值過大，會(huì)降低其抗干擾能力。

　　6） P7.6與P7.7是開向與關(guān)向偏移量，數(shù)值大了，會(huì)引起波動(dòng)，數(shù)值小了，動(dòng)作速度慢（注：ABB定位器P7組態(tài)菜單中的各個(gè)項(xiàng)目主要是調(diào)節(jié)PID參數(shù)，根據(jù)調(diào)節(jié)閥具體的震蕩形式、開關(guān)閥的具體情況要進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)定）。

　　7）經(jīng)過以上的參數(shù)調(diào)整，閥不再震蕩后，即可保存修改參數(shù)，將調(diào)節(jié)閥投用。若震蕩現(xiàn)象沒有得到減小或效果不明顯，可將定位器中的IP模塊進(jìn)行專項(xiàng)檢查，看是否出現(xiàn)進(jìn)水受潮或電路問題，若無法維修，可以試著更換新的定位器解決此問題。

　　4 調(diào)節(jié)閥的日常維護(hù)

　　為了降低調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障的概率，日常對(duì)其進(jìn)行的維護(hù)保養(yǎng)工作也尤為重要，羅列出下面幾項(xiàng)措施：

　　1）定位器、減壓閥定期排污（油、水）。

　　2）檢查反饋桿是否松動(dòng)與脫落。

　　3）檢查附件各壓力表是否損壞，氣源壓力是否符合調(diào)節(jié)閥銘牌上的額定值。

　　4）檢查調(diào)節(jié)閥膜頭是否漏氣，氣源管是否破裂、漏氣。

　　5）檢查調(diào)節(jié)閥上下膜蓋上排氣孔是否堵塞（氣開式有進(jìn)雨水的可能）。

　　6）檢查調(diào)節(jié)閥的填料是否有泄漏。

　　7）檢查調(diào)節(jié)閥的上閥蓋與閥體接觸面是否泄漏。

　　8）檢查進(jìn)線口是否密封，各螺栓連接件部分是否銹蝕，是否需要防腐。

　　9）檢查調(diào)節(jié)閥的手輪是否處于自動(dòng)位置，未處于自動(dòng)位置的是否屬于限位，是否有記錄。

　　10）保持調(diào)節(jié)閥的整體衛(wèi)生清潔。

　　11）防水，閥門要做防雨罩。

　　12）檢查閥門的固定是否牢固，是否有振動(dòng)。

　　13）檢查機(jī)械齒輪是否有卡的現(xiàn)象，要定期潤滑保養(yǎng)。

　　14）檢查反饋桿等運(yùn)動(dòng)部分要定期潤滑，保證靈活可靠。

　　5 結(jié)論

　　調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其運(yùn)行情況的準(zhǔn)確、穩(wěn)定直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。因此，做好調(diào)節(jié)閥日常巡檢和維護(hù)保養(yǎng)工作，可大幅度提高調(diào)節(jié)閥使用的平穩(wěn)率，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能做好原因分析、制定解決方案、事后總結(jié)等一系列工作，對(duì)自己的儀表水平是一種提升，更是為生產(chǎn)的平穩(wěn)操作保駕護(hù)航。