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調節(jié)閥的預先維護及故障檢修指南

發(fā)布時間:2019-11-06 瀏覽量:1657

作  者: 鐘聲  
摘  要: 從工程實用的角度概述了調節(jié)閥在安裝設定時應做的常規(guī)性維護和準備工作,并介紹了一些有關調節(jié)閥常見救障的維護檢修常識。

典型的調節(jié)閥維護方式有3種:

    1)應答性維護(Reacitive Maintenance);
    2)預防性維護(Preventive Maintenance);
    3)預估性(Predictive Maintenance)維護。

    眾所周知,前兩種方式早已在工業(yè)控制領域得到廣泛應用,而第3)種方式卻是近十幾年才發(fā)展起來的模式。特別是通過借助計算機技術,先進的專家診斷系統(tǒng)使預估性維護更加簡單快捷。

    調節(jié)閥的預先性維護(Preemptive Maintenance)是一種演繹過來的方式。它基于全面質量管理(Total Quality control)理論--事先花點時間做一些工作,把那些可能會發(fā)生的問題消除在萌芽狀態(tài)。預先性維護是安裝設定調節(jié)閥時的一個重要環(huán)節(jié),也是延長調節(jié)閥使用壽命的關鍵因素之一。那么在安裝設定調節(jié)閥時應傲些什么前期準備工作,這些工作又能起什么作用?“預先性維護”將給您提供一些信息和答案。見表1。

表1 預先性維護

應做的工作

結果和作用

安裝前要保護好調節(jié)閥組件不受外界損傷

可防止連接法蘭端面泄漏、空氣管線泄漏以及由于空氣管線彎皺壓扁而導致調節(jié)閥的響應速度變慢

移去閥門的包裝物品(如固定物、保護塞或盞面罩等)

避免因異物存在防礙調節(jié)閥正常工作,影響響應速度(變慢)

安裝調節(jié)閥前應沖洗工藝管道,并進行水壓試驗

避免閥內組件1)受損、閥內部泄漏以及波紋管損壞

選用合適的法蘭墊圈

避免法蘭連接處外泄

在安裝調節(jié)閥時,應采用固定夾板(箍條)支撐閥門

防止因應(重)力作用導致調節(jié)閥附件出現(xiàn)故障而不能正常工作,并避免空氣管路泄漏

采用標準的閥門和執(zhí)行機構定位取向方式

防止軸套和密封件過早受損;另外也可使維護檢修以及操作使用管理更加方便簡單

在夾裝無法蘭(Flangeless或Wafer)閥體時,應注意控制緊固的力矩和均勻性

避免因緊過頭或緊固不均勻面損傷閥體和密封件

確保旋轉閥為打開狀態(tài),且流道 (Flow Element)要高于轉軸

有助于使雜物沉集在閥底部,而不至于被帶入密封件和軸套內

在安裝調節(jié)閥和水壓試驗期間,要保護好波紋管不受損

這樣可避免經(jīng)波紋管外泄

必要時應裝保溫材料

保持填料系統(tǒng)低冷,有助于避免經(jīng)波紋管外泄

吹掃空氣管線

防止雜物損害閥門附件的性能,避免閥門行程速度受到影響(變慢)

提供充足的供氣壓力和容量

供氣量不足會影響到閥門行程速度;而供氣壓力不足會導致閥門關不死、縮減行程或降低行程速度

盡可能靠近調節(jié)閥安裝電/氣轉換器

如果電/氣轉換器離調節(jié)閥太遠,將會增加滯后,降低行程速度2)

避免電/氣轉換器分程

分程會增加滯后,降低行程速度

移去附件所有的包裝物和保護塞

包裝物和保護塞會影響附件的性能和閥門的行程速度

確保排氣管線有足夠量的氣排出

氣量不足(排氣不暢)會降低行程速度

正確調整臺座設定 (Benchset)3)

如果沒有正確設定,將縮減行程、關不死閥門、以及降低行程速度

正確調整閥門行程

對于蝶閥,過行程(Overtravel)會導致密封件和閥蝶(Disc)損壞;對于旋轉閥,不正確的零點設置會導致閥內部泄漏大;行程不足(Undertravel)會影響閥的流通能力;對于滑動閥桿(sliding-stem)調節(jié)閥,不正確的行程調整程序會導致大的閥內部泄漏

正確調整填料系統(tǒng)

不適當?shù)奶盍涎b填會導致行程縮減、動態(tài)響應差、經(jīng)由填料系統(tǒng)的內/外部泄漏大

正確調校電/氣轉換囂和閥門定位器

不正確的調控或配置會導致行程縮減或太的閥內部泄漏

    注:

    1)閥內組件(trim)系指與工藝介質接觸的可拆內都零件,即閥芯、閥座、閥桿閥芯導向件、襯套及籠式閥芯、填料函(包括填料壓環(huán)、彈簧、液封環(huán)及填料底杯),而不包括填料、閥蓋、底法蘭、閥蓋及底法蘭與閥體間的密封墊片[4]
    2)有時為了方便維護檢修調校,會將若干個電/氣轉換器集中安裝在一個軌道上,然后把它們分別連接到不同距離的調節(jié)閥上。但如果距離太遠會影響調節(jié)系統(tǒng)的品質。根據(jù)經(jīng)驗,如果電/氣轉換器后接閥門定位器,則距離應小于3ft(約9m);如果電/氣轉換器不接閥門定位囂而直接連接執(zhí)行機構,則距離應小于10ft(約3m)。
    3)又稱執(zhí)行機構臺座設定(Actualor Benchset),是與執(zhí)行機構彈簧(Actuator Sping)和膜片(或活塞)等部件有關的一項設定。設定的好壞將直接影響到閥座荷載(Set Load)、閥門行程范圍、行程速度以及閥座泄漏量(全關時的嚴密等級)等重要閥門工作性能參數(shù)。有時可利用執(zhí)行機構的彈簧調整器(Sping Adjustor,位于執(zhí)行機構彈簧座下)進行調整設定。一般應在調節(jié)閥出廠前或安裝前設定好。

    如果調節(jié)閥控制品質不佳或者出現(xiàn)故障,應及時檢查和維修,以確保工藝操作正常運行,維護人身生命安全。但如何能快捷準確地查找出結癥并解決問題呢?“故障查找檢修指南”也許能給您一解決問題呢?“故障查找檢修指南”也許能給您些提示和幫助;見表2。

表2 故障查找檢修指南

癥狀和起因

解決辦法

1)填料泄露

a)閥桿的表面光潔度1),清潔度有問題

a)清潔并拋光閥桿,使其表面光潔度達到4mm2)

b)閥桿彎曲

b)矯直閥桿,在全行程范圍內,閥桿運動的直線度3)應小于 0.002in(約50μm)

c)填料充填不夠緊密(或充填不足)

c)重新擰緊填料箱壓蓋螺母或者更換新的填料

d)填料的類型或配置構成不對

d)對照實際應用檢查核實填料的類型和配置構成,必要時應重新裝填

e)填料堆積過高(石墨)

e)加裝調整襯墊(Spacer,一種特殊間隔定位墊圈),以降低填料高度,然后重新裝填

f] 腐蝕且產生坑凹洞穴(石墨)

f)采用括牲墊圈4)。如果閥門的動作在2至3周以后仍遲緩,那么就應該換掉石墨填料

g)填料壓環(huán)(或稱填料函壓蓋)磨損或翹起變形

g)檢查并更換所有損傷部件,諸如填料壓緊法蘭,螺母和填料壓環(huán)等,使整個填料系統(tǒng)保持高性能狀態(tài)

2)閥門對控制信號不響應

a)無儀表空氣供給或者供氣壓力不足;或執(zhí)行機構內出現(xiàn)泄露

a)根據(jù)檢查調節(jié)系統(tǒng)核對是否所有的供氣閥門都已打開?測量并核實供氣壓力是否滿足要求;在各密封端接縫處或膜片處聽竄氣( 或漏氣)的聲音。修理或更換損傷的部件

b)供氣入口管路上的電磁閥關閉

b)通電激磁驅動電磁閥。如果發(fā)現(xiàn)電磁閥有故障不動作,修復它

c)無控制信號輸入

c)無控制信號輸入可能說明熔斷器燒壞了。更換它

d)供氣管路彎皺(卷曲,壓扁),破損

d)檢查所有的供氣管線,核對它們是否彎皺(卷曲,壓扁),破損?修理或更換損壞的管線

e)供氣管路上的管件泄漏

e)檢查所有管件是否泄漏如果有泄漏,將其擰緊或更換

f)流向不對,導致閥芯承受特別大的負荷

f)倘若閥門僅僅是被安裝在管道上,那么就應查看調節(jié)閥的流向箭頭,確認工藝介質是按正確的方向流過,如果條件舍適,應將流向反向

g)空氣管路連接不對

g)檢查活塞執(zhí)行機構(Piston Achuator)的出入氣路,確認供氣管路沒有被錯接到排氣口(或者確認排氣口沒有被錯接到供氣管路)當然還應檢查所有的空氣連接管路

h)填料系統(tǒng)的部件制約了閥桿或轉軸的運動

h)檢查填料系統(tǒng)的密封壓圈(Gland)。密封壓圈的使用配置不當是制約閥桿或轉軸運動的一個主要原因。必要時應更換填料系統(tǒng)的部件,并將閥內組件擦拭光潔

i)閥門定位器或電/氣轉換器受損(故障)

i)檢查閥門定位器及電/氣轉換器,看是否能手動改變它們的輸出值。如果不能,則表明它們有故障,修理或更換

j)填料太緊

j)導向件(Guides)裝填或裝配得過緊會導致很大的摩擦阻力,從而阻礙閥門的動作。松開填料系統(tǒng)進行潤滑、轉動(閥桿),然后重新擰緊

k)閥內組件損傷;閥芯被卡死在閥座內

k)更換或者修復受損傷的閥內組件,破損部件可能可以將其研磨拋光后再用;用人工或機械加工方式將閥芯從閥座中拔出,修復或更換破損的部件

3)閥門不能打開至額定行程

a)供氣壓力不足

a)核實是否有足夠的供氣壓力

b)執(zhí)行機構或附件存在泄漏

b)將執(zhí)行機構、空氣管線、管件和附件的所有泄露問題解決

c)閥門定位器或電/氣轉換器的調校不正確

c)正確調校閥門定位器和電/氣轉換器

d)行程調整不正確

d)重新調整閥門行程

e)執(zhí)行機構彈簧的額定彈簧范圍(又稱彈簧剛性)不對

e)更換執(zhí)行機構彈簧

f)臺座設定不正確

f)調整臺座設定

g)閥桿或轉軸彎曲

g)更換彎曲的閥桿或轉軸

h)閥內組件受損

h)更換損傷的閥內組件

i)閥內組件中有雜物

i)清潔閥內組件

j)流向不對

j)將流向反向

k)執(zhí)行機構選配太小(作用的有效面積太小)

k)更換執(zhí)行機構

l)填料系統(tǒng)摩擦阻力太大
m)手動機構5)或行程止擋6)的定位不對

l)松開填料系統(tǒng)進行潤滑、轉動(閥桿),然后重新擰緊
m)重新調整定位手動機構或行程止擋

4)閥門的行程動作靈敏度低或遲緩

a)填料系統(tǒng)摩擦阻力太大

a)重新調整或更換填料

b)閥桿或轉軸彎曲

b)更換彎曲的閥桿或轉軸

c)供氣壓力不足

c)增大供氣壓力

d)供氣量不夠

d)換管徑更大一點的供氣管(推薦管徑為1/4in~3/8in,1in=25.4mm)或增大供氣閥的流通能力

e)附件的規(guī)格尺寸不夠要求

e)增大附件的流通能力

f)活塞式執(zhí)行機構內摩擦阻力太大

f)清潔并拋光活塞氣缸的內壁,并將過余的潤滑油脂清除

g)( 密封)軸套摩擦阻力太大

g)修復或更換受損傷的(密封)軸套

h)閥門定位器響應慢

h)修復或更換閥門定位器

5)閥門的行程動作跳躍

a)填料密封或軸套制約行程動作

a)松開填料系統(tǒng)進行潤滑。更換或修復密封部件和軸套

b)可能放大器7)的旁路需調整

b)調節(jié)放大器的旁路

c)閥門定位器可能有故障

c)修復或更換閥門定位器

d)閥門定位器的增益可能太高

d)調整增益放大系數(shù)或換成低增益型的閥門定位器

6)旋轉閥不旋轉(旋轉閥除了有第 2)、3)條中已涉及的那些問題外,還有下列一些特有的問題)

a)旋轉葉片式執(zhí)行機構(Rotary Vane Actuator)的止擋設定不對

a)重新調整執(zhí)行機構的止擋

b)轉軸斷裂

b)更換轉軸

c)閥座污穢或閥座被侵蝕可能導致閥桿或者閥門的凸輪楔桿(C 鋤 Jam)斷裂

c)更換或清潔部件

d)工藝操作條件改變了

d)重新檢查執(zhí)行機構的規(guī)格尺寸和閥門的可使用范圍

7)流量調節(jié)控制不佳(轉軸式閥桿和滑動式閥桿)——亦可參見第4)、5)條中有關“響應靈敏度低”和“跳躍動作”行程

a)籠式閥芯(Cage)變形

a)更換籠式閥芯

b)活塞環(huán)(Piston Ring)損壞

b)更換活塞環(huán)

c)沖蝕磨損、腐蝕以及氣蝕會侵蝕改變閥內組件的輪郭外形

c)解決這些蝕變的根源,更換損壞部件

d)調節(jié)閥的流向可能安裝反了

d)將管道上的調節(jié)閥反向安裝

e)流量特性選擇不正確

e)修正流量特性

f)調節(jié)閥(組件)本身性能差

f)應按控制要求選用合適的調節(jié)閥(組件)

    注:

    1)表面光潔度(Finish)目前習慣上稱作表面粗糙度(Surface Roughness)。
    2)“rms”是指均方根(Rq,root-mean-squared)。它本身不是工程單位,是用來描述表面粗糙度(即微觀不平度)的一種統(tǒng)計計算方法。我國一般不用這種方法,而采用算術平均(Ro,arithmetical mean) 最大高度(Rj,maximum height)和十點高度(Rz,ten point height)等方法描述。Rq是指的最大值為4μm,表面粗糙度相當于我國舊標準的▽5-▽6。有關詳細解釋,可參閱參考文獻[2,3]。
    3)直線度的定義解釋,可參閱參考文獻[3]。這里要求閥桿的直線度小于50μm,即公差值t=50μm。
    4)犧牲墊圈又稱犧牲陽極墊圈或陰極保護墊圈或防蝕墊圈。
    5)又稱人工操作器(Manual Operator),與手輪(Handwheel)同屬一類,為調節(jié)閥的附件,可用于正向或反向動作的執(zhí)行機構談裝置與可謂行程止擋同注6),用于限制閥門的全開或全關(即行程),或者給閥門手動定位——引自參考文獻[1]。
    6)又稱行程止步器(Travel Stop),屬調節(jié)閥的附件。用于限制閥門的全開或全關(即行程)。
    7)又稱放大器(Booster),屬調節(jié)閥的附件,太部分帶有旁路調節(jié)裝置。用于放大氣動輸出信號的壓力或氣量,以加快行程速度或增大氣動輸出信號的有效壓力。但如果使用不當,會產生不穩(wěn)定因素,導致閥門行程大的跳躍降低調節(jié)品質。

    參考文獻:

    [1] 美國費希爾控制設備公司.控制閥手冊.能源部電站閥門標準化技術委員會等譯.第二版
    [2]GB 3505-83表面粗糙度 術語 表面及其參數(shù)
    [3](機械設計手冊)聯(lián)合編寫組編.機械設計手冊.上冊,第一分冊,第二版(修訂),北京:化學工業(yè)出版社
    [4] 北京燕山石油化工公司基本建設指揮部/化學工業(yè)部化學工業(yè)設計公司合編.英漢石油化學工程圖解詞匯.北京:化學工業(yè)出版社



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