氣動薄膜調節(jié)閥的故障分析與日常維護畢業(yè)論文

1、<p><b>　　XXX學校</b></p><p><b>　　XX辦學點畢業(yè)論文</b></p><p>　　課題名稱：氣動薄膜調節(jié)閥的故障分析與日常維護</p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學 籍 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　導師姓名： </p><p>　　提交日期： </p><p>　　氣動薄膜調節(jié)閥的故障分

3、析與日常維護</p><p><b>　?。ㄐ彰?lt;/b></p><p>　　摘 要：氣動調節(jié)閥是化工企業(yè)廣泛使用的儀表之一。它準確正常地工作對保證工藝裝置的正常運行和安全生產有著重要的意義。隨著企業(yè)自動化程度的逐步提高，集散控制系統(tǒng)（DCS）以及其它智能型儀表在自動化領域中的應用已越來越普遍，通過計算機的優(yōu)化控制，將使生產取得最大效益。而在優(yōu)化的同時也使控制系統(tǒng)

4、的主要故障集中于調節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置即調節(jié)閥上，調節(jié)閥在控制流體流量的工作過程中，接受控制操作信號，按控制規(guī)律實現對流量的調節(jié)。它的動作靈敏與否，直接關系著整個控制系統(tǒng)的質量。氣動調節(jié)閥具有結構簡單、動作可靠等特點, 因它直接與工藝介質接觸, 其性能直接影響系統(tǒng)質量和環(huán)境污染, 所以必須重視調節(jié)閥的日常維護與定期維護。因此，如何保證氣動薄膜調節(jié)閥在我廠生產中的可靠、準確運行和加強氣動調節(jié)閥的日常維護與維修是我們需要探討的一個很重要的問

5、題。 </p><p>　　關鍵詞：氣動薄膜調節(jié)閥，故障分析,日常維護</p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　氣動調節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門，實現開關量或比例式調節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調節(jié)管道介質的流量、壓力、溫度等

6、各種工藝參數。氣動調節(jié)閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質安全，不需另外再采取防爆措施。  </p><p>　　二、氣動調節(jié)閥的分類及應用</p><p>　　氣動調節(jié)閥動作分氣開型和氣關型兩種。氣開型（Air to Open）是當膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上限時，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關閉方向

7、動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關閉型（Fail to Close FC）。氣關型（Air to Close）動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時，閥門向關閉方向動作；空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型（Fail to Open FO）。氣動調節(jié)閥的氣開或氣關，通常是通過執(zhí)行機構的正反作用和

8、閥態(tài)結構的不同組裝方式實現。   </p><p>　　氣開氣關的選擇是根據工藝生產的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時，調節(jié)閥是處于關閉位置安全還是開啟位置安全？舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，調節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，閥門處于關閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開，會使

9、加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設備，熱物料在換熱器內與冷卻水進行熱交換被冷卻，調節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調節(jié)閥應處于開啟位置更安全些，宜選用氣關式（即FO）調節(jié)閥。   </p><p>　　氣開式改變?yōu)闅怅P式或氣關式改變?yōu)闅忾_式，如調節(jié)閥安裝有智能式閥門定位器，在現場可以很容易進行互相切換。  </p&g

10、t;<p>　　但也有一些場合，故障時不希望閥門處于全開或全關位置，操作不允許，而是希望故障時保持在斷氣前的原有位置處。這時，可采取一些其它措施，如采用保位閥或設置事故專用空氣儲缸設施來確保。  </p><p>　　氣動調節(jié)閥的維修：氣動調節(jié)閥準確正常地工作對保證工藝裝置的正常運行和安全生產有著十分重要的意義。因此加強氣動調節(jié)閥的維修是必要的。</p><p>　

11、　常見故障及產生的原因 </p><p><b>　　1．氣源系統(tǒng)故障</b></p><p>　　儀表風線堵塞。由于球閥在儀表分支風線末端有節(jié)流作用，風線中贓物在此處易堆積堵塞。致使儀表風壓過低，調節(jié)閥不能全開全關，甚至調節(jié)閥不動作。</p><p>　　空氣過濾減壓閥故障?？諝膺^濾減壓閥長時間使用贓物太多，減壓閥漏風，減壓閥設定輸

12、出壓力過底，使輸出的儀表風壓小于規(guī)定的壓力。致使調節(jié)閥動作遲緩，不能全開全關甚至不動作。</p><p>　　銅管連接故障。銅管老化漏風，接頭連接處松動或贓物堵死銅管使儀表信號風壓低致使調節(jié)閥不動作，不能全開全關，手動狀態(tài)閥位不穩(wěn)定產生調節(jié)振蕩。</p><p>　　儀表風系統(tǒng)故障?？諌赫井惓＃b置凈化風罐異常，切水不及時使風線結冰，儀表風線漏風或被贓物堵死，造成裝置儀表風壓過低甚至無風。

13、</p><p>　　儀表風支線閥門未開，造成調節(jié)閥不動作。常發(fā)生于裝置大修，改造后開車期間。</p><p><b>　　2.電源系統(tǒng)故障</b></p><p>　　電源線接線端子處松動，短路，脫落，極性接反故障。由于現場振動，接線不牢造成接線松動或灰塵太多造成接觸不良使控制室到達現場的信號時有時無，致使調節(jié)閥動作混亂產生調節(jié)振蕩。由于接線

14、失誤，設備進水或受潮等原因使電源線接線處短路從而使調節(jié)閥接受到的信號比調節(jié)器的信號便低，造成調節(jié)閥不能全開全關。脫落及極性接反調節(jié)閥不動作。極性接反常發(fā)生于安裝新表，從新接線，裝置大修等情況。</p><p>　　電源線中間接頭或中間受傷處故障。電源線受環(huán)境的振動、外力的拉扯，絕緣膠帶失效絕緣性能下降及接頭進水高溫烘烤等原因使電源線接頭松動或似斷非斷，電源線之間短路或對地短路，接線頭或電源線斷裂。致使調節(jié)閥動作不

15、連續(xù)，不能全開全關，不動作。在維修過程中電源線中間接頭接反，造成調節(jié)閥不動作。</p><p>　　調節(jié)閥不受調節(jié)器控制故障。在裝置大修，改造后開車過程中電源線接錯或控制室內組態(tài)有錯誤造成調節(jié)閥不受調節(jié)器控制。</p><p>　　3.電氣轉換器故障 </p><p>　　零點、量程不準。由于安裝調試不準或現場振動、溫度變化等原因使轉換器輸出信號的零點、量

16、程不準。致使調節(jié)閥不能全開全關，泄露量大，限量等現象。在對轉換器現場調校中首先應保證轉換器信號小表指示準確。平常應對信號小表進行維護。</p><p>　　節(jié)流孔堵塞。儀表風贓物堵塞節(jié)流小孔。致使調節(jié)閥不動作。</p><p>　　輸出不線性。由于轉換器中的線圈、部件老化或受現場振動、環(huán)境溫度的影響，使轉換器的輸出不線性，致使在對其進行零點、量程調節(jié)過程中不能達到要求值，調節(jié)閥動作不線性，

17、不能全開全關。</p><p>　　4.閥門定位器故障 </p><p><b>　　1）電氣閥門定位器</b></p><p>　　零點、量程不準。由于定位器安裝過程中調試不準或現場振動、溫度變化及調節(jié)閥閥桿行程改變，反饋桿位置的改變等原因使調節(jié)閥最小開度和最大開度與控制室的信號不一致。致使閥門定位器輸出的信號不能使調節(jié)閥全開全關，造成泄露量

18、大，限量等現象。在對定位器現場調校中首先應保證調節(jié)閥動作良好，反饋系統(tǒng)安裝牢固動作良好，然后通過標準信號來進行調整。使調節(jié)閥的行程與控制信號一致。</p><p>　　節(jié)流孔堵塞。贓物堵塞節(jié)流孔。使定位器無輸出信號，導致調節(jié)閥不動作。</p><p>　　噴嘴、擋板間有贓物。受現場環(huán)境的影響，定位器使用一段時間后會附著一層灰塵，影響噴嘴擋板的背壓，從而影響定位器的輸出。造成調節(jié)閥狀態(tài)不穩(wěn)，

19、產生震蕩。</p><p>　　密封不好。長期使用的定位器各種緊固螺母、密封墊片易發(fā)生松動、老化現象，造成定位器漏風。使調節(jié)閥不能全開全關，閥位不穩(wěn)，產生調節(jié)振蕩。</p><p>　　反饋桿故障。長期運行中反饋桿緊固螺母逐漸松動甚至脫落，造成反饋桿松動、歪斜、與固定件卡碰、脫落。使調節(jié)閥動作遲緩，波動頻繁，調節(jié)閥限位甚至失去控制。反饋板上的限位彈簧脫落，或反饋桿從中脫出，造成反饋桿與反饋

20、板接觸不良，產生滯后，造成調節(jié)閥動作頻繁。使被控參數難以穩(wěn)定特別在調節(jié)閥動作要求準確的溫度控制中產生較大影響。</p><p>　　固定螺母松動。定位器固定螺母安裝不牢產生松動，造成定位器歪斜，影響反饋桿動作，造成卡碰現象。使調節(jié)閥動作不穩(wěn)定，產生限位等現象。定位器中各種彈簧的緊固螺絲在震動環(huán)境下松動，改變了彈簧的預緊量，影響彈簧的張力和狀態(tài)。使定位器的零點量程發(fā)生改變，定位器不線性，致使調節(jié)閥不能全開全關，調節(jié)

21、閥動作不線性。</p><p>　　永久磁鐵位置發(fā)生變化。由于受到外力作用，使兩塊磁鐵的位置發(fā)生變化，改變了磁場的位置，是線圈受力不平衡，定位器輸出不線性，致使調節(jié)閥動作不線性。磁鐵吸附雜質如鐵銷等，形成卡碰阻礙擋板的移動，使定位器的輸出不準，從而使調節(jié)閥動作與控制信號不一致。</p><p><b>　　2）智能定位器</b></p><p>

22、;　　反饋桿故障。反饋桿緊固螺母松動甚至脫落，造成反饋桿松動、歪斜、與固定件卡碰、脫落。使調節(jié)閥動作遲緩，波動頻繁，調節(jié)閥限位甚至失去控制。定位器固定不牢發(fā)生歪斜松動，影響反饋桿的活動，造成卡碰現象使調節(jié)閥限位。反饋板上的限位彈簧脫落，或反饋桿從中脫出，造成反饋桿與反饋板接觸不良，產生滯后，造成調節(jié)閥動作頻繁。使被控參數難以穩(wěn)定特別在調節(jié)閥動作要求準確的溫度控制中產生較大影響</p><p>　　定位器調校不好。

23、調校中中間位置沒有找好，手動輸出時調節(jié)閥沒有去開全關，氣開氣關選擇不對等。使調節(jié)閥不能全開全關，造成泄漏量大，限位等現象。</p><p>　　由于智能定位器的調校復雜，時間長，而且需要多次全開全關，對工藝波動大，因此調校時應把調節(jié)閥切出，特別是在調?？刂茰囟鹊恼{節(jié)閥一定要離線調整。</p><p><b>　　5.調節(jié)閥故障</b></p><p

24、>　　1)調節(jié)閥漏量大，調節(jié)閥全關時閥芯與閥座之間有空隙，造成閥全關時介質的流量大，被控參數難以穩(wěn)定。</p><p>　　在調節(jié)閥調校中調節(jié)閥行程調節(jié)不當或閥芯長時間使用造成閥芯頭部磨損腐蝕。通常向下調節(jié)閥桿減小空隙達到減少泄漏的目的。</p><p>　　閥芯周圍受到介質的腐蝕比較嚴重，閥芯受介質中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產生傷痕。應取出閥芯進行研磨，嚴重的應該更換新閥芯。<

25、/p><p>　　閥座受到介質的腐蝕比較嚴重，或介質中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產生傷痕，閥座與閥體間的密封被破壞。應取出閥座進行研磨，更換密封墊片，嚴重的應該更換新閥。</p><p>　　閥內有焊渣、鐵銹、渣子等贓物堵塞，使調節(jié)閥不能全關，應拆卸調節(jié)閥進行清洗，同時觀察閥芯閥座是否有劃傷磨損現象。</p><p>　　套筒閥閥芯與閥座間的密封墊片損壞，碟閥的密封圈損壞使

26、調節(jié)閥全關時節(jié)流間隙比較大。</p><p>　　2)調節(jié)閥盤根故障。閥桿與盤根間的摩擦力使調節(jié)閥小信號難以動作，大信號跳躍振動，造成調節(jié)過程中調節(jié)閥波動較大，參數難以穩(wěn)定。摩擦力大時造成調節(jié)閥單向動作甚至不動。日常維護中應該定期增加潤滑油或潤滑脂，盤根老化嚴重，泄露嚴重的應該更換盤根。</p><p>　　被調介質的高溫高壓使調節(jié)閥的盤根膨脹老化加大對閥桿的摩擦力；</p>

27、<p>　　由于閥桿的頻繁動作使盤根的密封性變差使介質外漏，若介質是高粘介質會附著在閥桿上加大了摩擦力，同時外泄介質受冷凝固更加增大了摩擦力；</p><p>　　在處理盤根泄漏時盤根壓板太緊增大了閥桿的摩擦力；</p><p>　　調節(jié)閥安裝管道前后管線不同心，使調節(jié)閥有應力且附加到閥桿上致使閥桿與盤根的摩擦力加大。</p><p>　　3)閥桿與連接

28、件松動或脫落，由于現場震動或連接件緊固螺母松動，閥桿太靠下與連接件連接部分太少，在運行中閥桿與執(zhí)行機構推桿不同步或脫落不動，影響調節(jié)閥動作甚至失靈。</p><p>　　4)閥座有異物卡住或堵死。管道中雜質進于閥座，損壞閥芯閥座影響調節(jié)閥動作，使漏量增大。在酸性氣、瓦斯氣的調節(jié)中氣體中的雜質在調節(jié)閥節(jié)流處逐漸沉淀堵塞調節(jié)閥。在切水閥調節(jié)中，由于介質壓力小，流速緩慢，介質中的雜質逐漸沉淀堵塞調節(jié)閥或調節(jié)閥前后的管道

29、，使調節(jié)閥失去作用。</p><p>　　調節(jié)閥膜頭故障。調節(jié)閥的波紋膜片長時間使用老化變質，彈性變小，密閉性變差，甚至產生裂紋漏風嚴重。壓縮彈簧老化彈性系數改變，甚至斷裂。使調節(jié)閥膜頭輸出的摧桿位移發(fā)生變化，推力變小，導致調節(jié)閥調節(jié)質量變差不能全開全關甚至失去調節(jié)作用。</p><p>　　5)調節(jié)閥控制系統(tǒng)中PID參數的設定。PID設定不當影響調節(jié)閥的動作甚至造成調節(jié)閥震蕩調節(jié)，影響閥

30、的使用壽命。在進行PID調節(jié)中首先應保證工藝介質比較穩(wěn)定。如液位調節(jié)中若進料成周期性的大幅震蕩，則液位很難穩(wěn)定。還要確認工藝閥門的開啟狀態(tài)，在手動狀態(tài)先使參數波動較小后，在進行PID調節(jié)。</p><p>　　6)工藝狀態(tài)的確認。在調節(jié)閥漏量大時，確認副線閥門是否全關，調節(jié)閥限量時，確認調節(jié)閥前后的閥門開啟程度。在被控參數變化頻繁時確認工藝流程是否存在大的波動。</p><p>　　7)在

31、對加熱爐燃料油調節(jié)閥進行維修時，最好把調節(jié)閥切出投用副線運行，以防影響生產。如果不切出可開一點副線閥，維修時一定確保不因調節(jié)閥全關而使爐子熄火。</p><p><b>　　四、日常維護要點</b></p><p>　　1.氣動薄膜調節(jié)閥完好標準</p><p>　　零部件完整齊全，符合技術要求。</p><p>　　1

32、)銘牌應清晰無誤。</p><p>　　2)零部件應完好齊全并規(guī)格化。</p><p>　　3)緊固件不得松動。</p><p>　　4)端子接線應牢靠。</p><p>　　5)密封件應無泄露。</p><p>　　2.運行正常，符合使用要求。</p><p>　　1)運行時，儀表應達到規(guī)定的

33、性能指標。</p><p>　　2)調節(jié)閥推桿上下自如，無卡澀現象。</p><p>　　3．設備及環(huán)境整齊、清潔，無跑、冒、滴、漏，符合工作要求。</p><p>　　1)整機應清潔，無銹蝕。</p><p>　　2)機身、管道、無跑、冒、滴、漏，各動、靜密封點泄漏率符合設備管理目標值，各填料函無明顯泄漏。</p><p

34、>　　3)儀表管線、線路敷設整齊，均要做固定安裝。</p><p>　　4)在儀表外殼的明顯部位應有表示流向的永久性標志。</p><p>　　4.技術資料齊全、準確，符合管理要求。</p><p>　　1)說明書、合格證、入廠檢定證書應齊全。</p><p>　　2)運行記錄、故障處理記錄、零部件更換記錄應準確無誤。</p>

35、;<p>　　3)接線圖紙、PID參數記錄要齊全、準確。</p><p><b>　　5.調節(jié)閥的維護</b></p><p>　　調節(jié)閥具有結構簡單和動作可靠等特點，但由于它直接于工藝介質接</p><p>　　觸，其性能直接影響系統(tǒng)質量和環(huán)境污染，所以對氣動調節(jié)閥必須經常維護和定期檢修，尤其對使用條件惡劣和重要的場合，更應重視

36、維修工作。</p><p>　　調節(jié)閥的重點檢查部位</p><p><b>　　1)閥體內壁</b></p><p>　　對于使用在高壓差和腐蝕性介質場合的調節(jié)閥，閥體內壁、隔膜閥的隔膜經常受到介質的沖擊和腐蝕，必須重點檢查耐壓、耐腐的情況。</p><p><b>　　2)閥座</b></

37、p><p>　　調節(jié)閥在工作時，因介質滲入，固定閥座用的螺紋內表面易受腐蝕而使閥座松動，檢查時應予注意，對高壓差下工作的閥，還應檢查閥座密封面是否被沖壞。</p><p><b>　　3)閥芯</b></p><p>　　閥芯是調節(jié)閥工作時的可動部件，受介質的沖刷、腐蝕最為嚴重，檢修時要認真檢查閥芯各部分是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差的情況下閥芯

38、的磨損更為嚴重（因汽蝕現象），應予注意。閥芯損壞嚴重時應進行更換，另外還應注意閥桿是否也有類似的現象，或與閥芯連接松等。</p><p>　　4)膜片、“O”形圈和其它密封墊</p><p>　　應檢查調節(jié)閥中膜片、O”形圈和其它密封墊是否老化、裂損。</p><p><b>　　5)密封填料</b></p><p>　

39、　應注意聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化，配合面是否被損壞，應在必要時更換。</p><p><b>　　6)定期潤滑</b></p><p>　　定期潤滑是日常維護的一項重要內容，對氣動調節(jié)的轉動部件進行潤滑，周期為一季度一次。</p><p><b>　　五、結束語</b></p><p>

40、　　通過預檢修機制的建立，不僅可以增加調節(jié)閥的使用壽命，減少調節(jié)閥故障，降低儀表故障率，還可對穩(wěn)定企業(yè)生產，降低成本，提高效益起到積極的促進作用，同時還可以優(yōu)化工藝操作，保證生產裝置的長周期穩(wěn)定運行。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]李建勇．機電一體化技術[J]． 北京：科學出版社，2004．</p><p&