控制閥普遍的故障分析及解決方法

氣動控制閥在煉油及化工行業(yè)中至關重要，其工作原理、故障形式及處理方法需熟練掌握。本文詳細解析了控制閥的故障類型、原因及對策，涵蓋閥體、氣缸、定位器、工藝設計、DCS及氣動元件等方面，旨在提高控制閥的運行效率和可靠性。

控制閥在煉油及化工行業(yè)應用廣泛，是生產過程當中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調節(jié)設備。在控制閥的應用中，計算和選型是前提，安裝和調試是關鍵，使用和維護是目的?？刂崎y如果選型不當，安裝不當或者調試不好，就起不到調節(jié)作用。因此熟悉掌握控制閥工作原理和維修技能相當重要，今天小閥給大家介紹氣動控制閥普遍的故障和處理方法。

控制閥原理

氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、薄膜為執(zhí)行機構，并借助電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥，保位閥等附件，實現(xiàn)開關量或者連續(xù)調節(jié)，接收DCS的控制信號來調節(jié)介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動閥主要分為氣開型和氣關型兩種，特色是控制簡單、反應快速、本質安全、不需要采用防爆措施。

控制閥故障形式及原因

氣動控制閥故障形式主要為：內漏閥門不動作、開度波動較大、出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象、動作正常但流量未變化。原因主要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養(yǎng)不到位、閥門質量問題、選型或者設計原因、氣動元件故障。

01、閥體故障及對策

常見故障

1）蝶閥金屬閥座損壞造成閥體被卡住；蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓滑絲，主要表現(xiàn)為閥軸看起來已經動作但實際閥芯并未動作

2）球閥閥體內部磨損造成閥門容易被卡或者閥門動作遲緩；球閥軟密封墊圈損壞造成閥門內漏或者被卡。

3）半球閥閥軸軸套損壞造成閥門動作困難。

4）蒸汽閥閥桿密封因高溫老化造成蒸汽泄漏；蒸汽閥消音板脫落，造成閥門經常被卡住而且管道噪音異常大。

5）閥桿內部磨損或者腐蝕造成閥門內漏；閥桿填料處密封件損壞而泄漏。

原因對策

1）閥芯閥座泄漏的產生原因為閥芯閥座表層磨損或者被腐蝕，執(zhí)行機構作用力太小，閥座螺紋被磨損而松動。故障處理方式：改善碾磨結合面，調整執(zhí)行機構和閥桿的連接，擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。

2）閥座環(huán)與閥體之間泄漏的產生原因為擰緊力矩太小，閥體表層光潔度差，墊片不合適，閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式：加大擰力，重新清洗和處理閥體，更換合適的墊片，重新將閥體焊接處理。

3）填料泄漏的產生原因為閥桿光潔度不好或者產生彎曲，填料蓋沒有壓緊或者填料類型不合理，填料層堆得太高，填料出現(xiàn)腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式：磨光閥桿并壓直，重新擰緊或更換填料；安裝間隔環(huán)，減少高度，改為性能好的填料，修理更換壓蓋及相關的法蘭螺栓等。

4）閥桿及閥振動而造成閥桿連接處脫開或者折斷，產生原因為力矩太大，銷子連接不合適。故障處理方式：改用閥芯閥桿整體件或者焊接閥芯，將連接件連接堅固，消除振動因數(shù)。閥振動的產生原因為密封填料泄漏，旁路未調好，定位器增益太高，支撐不好有振動源。故障處理方式：潤滑填料并調整，重新調整旁路，選用低增益型定位器，將閥固定堅固避開振動源。

02、氣缸故障原因及對策

常見故障

1）執(zhí)行機構限位螺栓脫落造成氣缸漏氣，引起閥門不可動作或者動作遲緩，達不到預定開度。

2）氣缸O形密封環(huán)損壞造成漏氣，引起閥門動作困難或者不可動作。

3）氣缸活塞變形造成摩擦力增大，氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣，從而引起閥門動作困難。

4）氣缸帶動閥體動作的聯(lián)動機構松脫或者生銹造成閥門動作困難。

5）氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障造成閥門動作困難。

原因對策

1）活塞密封處泄漏的產生原因為氣缸光潔度太差；活塞環(huán)裝配密封性不夠，密封環(huán)使用溫度過高，密封件運行時間太長損壞。故障處理方式：碾磨氣缸并重新調整氣缸限位螺栓，根據(jù)使用溫度重新挑選密封環(huán)，更換時應準確安裝。

2）氣缸限位螺栓松動的處理方式：重新將螺栓擰緊。

3）活塞摩擦力大的處理方式：重新涂潤滑油，重新清洗及碾磨氣缸和活塞。

4）閥門動作困難不可達到固定行程，執(zhí)行機構彈簧定值不夠或者彈簧損壞，限位塊位置不準。處理方式：校準、重調、更換彈簧。

03、定位器故障原因及對策

常見故障

1）定位器電路板故障引起閥門動作不正常。

2）小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常，原因為儀表空氣潔凈度不高，或者有臟物進入定位器內部造成小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。

3）定位器比例閥損壞引起閥門動作異常。

4）滑動變阻器損壞造成閥門定位不準，引起閥門動作出現(xiàn)異常，主要原因為環(huán)境溫度過高且有水等其他液體進入造成變阻器損壞。

5）定位器氣源接口的O形密封環(huán)斷裂，造成斷裂的O形密封環(huán)卡住小滑閥閥桿，使之不可動作。

6）定位器葛蘭頭處密封性不好，造成定位器電路板進水損壞。

7）因管道振動過大，周圍環(huán)境溫度過高，濕度過大，引起電路板出現(xiàn)故障。

原因對策

1）葛蘭頭處密封問題造成定位器進水引起電路板損壞。故障處理方式：提高葛蘭頭密封性，從而避免定位器內部進水造成電路板損壞。

2）因儀表空氣濕度大且灰塵較多，造成小滑閥進入臟物而引起小滑閥磨損，從而使閥門動作不正常。故障處理方式：增加空氣過濾器以改善儀表空氣質量。

3）因周邊溫度過高、濕度過大、振動過大造成滑動變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方式：將電路板和小滑閥及滑動變阻器分離，做成分離式閥門定位器。

4）因定位器O形密封環(huán)經常斷裂，造成小滑閥閥桿被卡住，主要原因為氣源壓力過大，正常情況應為0.5MPa左右，高于0.5MPa時會造成密封圈老化加快，容易損壞。故障處理方式：使氣源壓力保持在0.4MPa左右，另外需提供質量更好的密封圈。

04、工藝及設計引起的故障及對策

常見故障

1）工藝參數(shù)改變造成管道壓差過大等原因引起的閥門不可動作。

2）因介質原因造成閥體結垢，引起閥門動作異常。

3）因管道堵塞引起的閥門不可正常動作。

4）因設計選型原因，執(zhí)行機構偏小，力矩不夠，閥門不可正常動作，閥體材質不合適，造成閥體損壞。

原因對策

1）壓差過大造成控制閥不可正常開啟。處理方式：在控制閥前后加裝1臺旁通閥。

2）因工藝原因閥體結垢而造成控制閥不可正常開啟。處理方式：增加沖洗水管，另外定期拆開閥門清洗閥體，必要時打磨閥芯。

3）管道堵塞造成控制閥不可動作。處理方式：優(yōu)化操作方式，盡量不使管道堵塞，另外拆開管道沖洗閥門。

4）關于設計選型問題。處理方式：在設計階段盡量優(yōu)化各種工藝參數(shù)，保證選型時不會因為工藝參數(shù)不準造成選型出現(xiàn)問題。

05、DCS原因引起的故障及對策

常見故障

1）I/O卡件損壞沒有信號輸出造成控制閥不可動作。

2）DCS輸出信號不穩(wěn)定，造成控制閥開度波動，使控制閥動作不正常。

3）控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動造成信號不正常從而引起控制閥動作不正常。

4）由于保養(yǎng)不到位造成定位器進水，氣缸腐蝕漏氣，氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制閥動作不正常。

5）由于巡查不細致，隱患未及時發(fā)現(xiàn)造成進一步擴大，最終引起控制閥動作異常。

原因對策

日常應做好維修保養(yǎng)和巡檢工作，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理；當控制閥開度出現(xiàn)波動時及時檢驗PID參數(shù)設置是否準確并及時調整參數(shù)。

06、氣動元件損壞造成的故障及對策

常見故障

1）氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣造成氣源壓力偏低，使控制閥動作出現(xiàn)異常。

2）空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟造成控制閥動作出現(xiàn)異常。

3）氣源壓力偏低或者氣源未開造成控制閥動作出現(xiàn)異常。

原因對策

1）更換質量更好的氣源軟管或者空氣過濾器；定期巡檢，發(fā)現(xiàn)氣源軟管或者空氣過濾器有破損漏氣跡象時，或者濾芯過臟需找機會盡快更換。

2）調整氣源壓力滿足氣動閥門最小氣源壓力要求。