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          儀表工必須掌握的調節閥常見故障處理50種方法

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          出現故障時調節閥的重點檢查部位

          • 閥體内壁,對于使用在高壓差和腐蝕性介質場合的調節閥,閥體内壁經常 受到介質的沖擊和腐蝕,必須重點檢查耐壓,耐腐的情況。
          • 閥座,調節閥在工作時,因介質滲入,固定閥座用的螺紋内表面易受腐蝕 而使閥座松動,檢查時應予注意。對高壓差下工作的閥,還應檢查閥座的密封面是否被沖壞。
          • 閥芯,閥芯是調節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,特别是高壓差的情況下閥芯的磨損更為嚴重,(因汽蝕現象)應予注意。閥芯損壞嚴重時應進行更換。另外還應注意閥杆是否也有類似的現象,或與閥芯連接松動等。
          • “O"型密封圈和其他密封墊是否老化,裂損。
          • 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。

          提高壽命的方法

          1. 大開度工作延長壽命法
            讓調節閥一開始就盡量在最大開度上工作,如90%。這樣,汽蝕、沖蝕等破壞發生在閥芯頭部上。
            随着閥芯破壞,流量增加,相應閥再關一點,這樣不斷破壞,逐步關閉,使整個閥芯全部充分利用,直到閥芯根部及密封面破壞,不能使用為止。
            同時,大開度工作節流間隙大,沖蝕減弱,這比一開始就讓閥在中間開度和小開度上工作提高壽命1~5倍以上。如某化工廠采用此法,閥的使用壽命提高了2倍。
          2. 減小s增大工作開度提高壽命法
            減小S,即增大系統除調節閥外的損失,使分配到閥上的壓降降低,為保證流量通過調節閥,必然增大調節閥開度,同時,閥上壓降減小,使氣蝕、沖蝕也減弱。
            具體辦法有:
            閥後設孔闆節流消耗壓降;
            關閉管路上串聯的手動閥,至調節閥獲得較理想的工作開度為止。
            對一開始閥選大處于小開度工作時,采用此法十分簡單、方便、有效。
          3. 縮小口徑增大工作開度提高壽命法
            通過把閥的口徑減小來增大工作開度。
            具體辦法有:
            換一台小一檔口徑的閥,如DN32換成DN25;
            閥體不變更,更換小閥座直徑的閥芯閥座。
            如某化工廠大修時将節流件dgl0更換為dg8,壽命提高了1倍。
          4. 轉移破壞位置提高壽命法
            把破壞嚴重的地方轉移到次要位置,以保護閥芯閥座的密封面和節流面。
          5. 增長節流通道提高壽命法
            增長節流通道最簡單的就是加厚閥座,使閥座孔增長,形成更長的節流通道。
            一方面可使流閉型節流後的突然擴大延後,起轉移破壞位置,使之遠離密封面的作用;另一方面,又增加了節流阻力,減小了壓力的恢複程度,使汽蝕減弱。
            有的把閥座孔内設計成台階式、波浪式,就是為了增加阻力,削弱汽蝕。這種方法在引進裝置中的高壓閥上和将老的閥加以改進時經常使用,也十分有效。
          6. 改變流向提高壽命法
            流開型向着開方向流,汽蝕、沖蝕主要作用在密封面上,使閥芯根部和閥芯閥座密封面很快遭受破壞;流閉型向着閉方向流,汽蝕、沖蝕作用在節流之後,閥座密封面以下,保護了密封面和閥芯根部,延長了壽命。
            故作流開型使用的閥,當延長壽命的問題較為突出時,隻需改變流向即可延長壽命1~2倍。
          7. 改用特殊材料提高壽命法
            為抗汽蝕(破壞形狀如蜂窩狀小點)和沖刷(流線型的小溝),可改用耐汽蝕和沖刷的特殊材料來制造節流件。這種特殊材料有6YC-1、A4鋼、司太萊、硬質合金等。
            為抗腐蝕,可改用更耐腐蝕,并有一定機械性能、物理性能的材料。這種材料分為非金屬材料(如橡膠、四氟、陶瓷等)和金屬材料(如蒙乃爾、哈氏合金等)兩類。
          8. 改變閥結構提高壽命法
            采取改變閥結構或選用具有更長壽命的閥的辦法來達到提高壽命的目的,如選用多級式閥,反汽蝕閥、耐腐蝕閥等。
          9. 減小行程以提高膜片壽命法
            對兩位型調節閥,當動作頻率十分頻繁時,膜片會很快在作上下折疊中破裂,破壞位置常在托盤圓周。
            提高膜片壽命的最簡單、最有效的辦法是減小行程。減小後的行程值就為1/4dg。如dgl25的閥,其标準行程為60mm,可減小到30mm,縮短了50%。
            此外,還可以考慮如下因素:
            在滿足打開與關閉的條件下盡量減小膜室壓力;
            提高托盤與膜片貼合處光潔度。

          調節閥經常卡住或堵塞的防堵(卡)方法

          1. 清洗法
            管路中的焊渣、鐵鏽、渣子等在節流口、導向部位、下閥蓋平衡孔内造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面産生拉傷和劃痕、密封面上産生壓痕等。這經常發生于新投運系統和大修後投運初期。這是最常見的故障。
            遇此情況,必須卸開進行清洗,除掉渣物,如密封面受到損傷還應研磨;同時将底塞打開,以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋内的渣物,并對管路進行沖洗。投運前,讓調節閥全開,介質流動一段時間後再納入正常運行。
          2. 外接沖刷法
            對一些易沉澱、含有固體顆粒的介質采用普通閥調節時,經常在節流口、導向處堵塞,可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。
            當閥産生堵塞或卡住時,打開外接的氣體或蒸氣閥門,即可在不動調節閥的情況下完成沖洗工作,使閥正常運行。
          3. 安裝管道過濾器
            對小口徑的調節閥,尤其是超小流量調節閥,其節流間隙特小,介質中不能有一點點渣物。
            遇此情況堵塞,最好在閥前管道上安裝一個過濾器,以保證介質順利通過。
            帶定位器使用的調節閥,定位器工作不正常,其氣路節流口堵塞是最常見的故障。
            因此,帶定位器工作時,必須處理好氣源,通常采用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥。
          4. 增大節流間隙法
            如介質中的固體顆粒或管道中被沖刷掉的焊渣和鏽物等因過不了節流口造成堵塞、卡住等故障,可改用節流間隙大的節流件—節流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒,因其節流面積集中而不是圓周分布的,故障就能很容易地被排除。
            如果是單、雙座閥就可将柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯,或改成套筒閥等。
            例如某化工廠有一台雙座閥經常卡住,推薦改用套筒閥後,問題馬上得到解決。
          5. 介質沖刷法
            利用介質自身的沖刷能量,沖刷和帶走易沉澱、易堵塞的東西,從而提高閥的防堵功能。
            常見的方法有:
            改作流閉型使用;
            采用流線型閥體;
            将節流口置于沖刷最厲害處,采用此法要注意提高節流件材料的耐沖蝕能力。
          6. 直通改為角形法
            直通為倒S流動,流路複雜,上、下容腔死區多,為介質的沉澱提供了地方。角形連接,介質猶如流過90℃彎頭,沖刷性能好,死區小,易設計成流線形。因此,使用直通的調節閥産生輕微堵塞時可改成角形閥使用。

          調節閥外洩的解決方法

          • 增加密封油脂法
            對未使用密封油脂的閥,可考慮增加密封油脂來提高閥杆密封性能。
          • 增加填料法
            為提高填料對閥杆的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式,單純增加數量,如将3片增到5片,效果并不明顯。
          • 更換石墨填料法
            大量使用的四氟填料,因其工作溫度在-20~+200℃範圍内,當溫度在上、下限,變化較大時,其密封性便明顯下降,老化快,壽命短。
            柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而有的工廠全部将四氟填料改為石墨填料,甚至新購回的調節閥也将其中的四氟填料換成石墨填料後使用。但使用石墨填料的回差大,初時有的還産生爬行現象,對此必須有所考慮。
          • 改變流向,置P2在閥杆端法
            當△P較大,P1又較大時,密封P1顯然比密封P2困難。因此,可采取改變流向的方法,将P1在閥杆端改為P2在閥杆端,這對壓力高、壓差大的閥是較有效的。如波紋管閥就通常應考慮密封P2。
          • 采用透鏡墊密封法
            對于上、下蓋的密封,閥座與上、下閥體的密封。若為平面密封,在高溫高壓下,密封性差,引起外洩,可以改用透鏡墊密封,能得到滿意的效果。
          • 更換密封墊片
            至今,大部分密封墊片仍采用石棉闆,在高溫下,密封性能較差,壽命也短,引起外洩。遇到這種情況,可改用纏繞墊片,“O”形環等,現在許多廠已采用。
          • 對稱擰螺栓,采用薄墊圈密封方法
            在“O”形圈密封的調節閥結構中,采用有較大變形的厚墊片(如纏繞片)時,若壓緊不對稱,受力不對稱,易使密封破損、傾斜并産生變形,嚴重影響密封性能。
            因此,在對這類閥維修、組裝中,必須對稱地擰緊壓緊螺栓(注意不能一次擰緊)。厚密封墊如能改成薄的密封墊就更好,這樣易于減小傾斜度,保證密封。
          • 增大密封面寬度,制止平闆閥芯關閉時跳動并減少其洩漏量的方法
            平闆型閥芯(如兩位型閥、套筒閥的閥塞),在閥座内無引導和導向曲面,由于閥在工作的時候,閥芯受到側向力,從流進方靠向流出方,閥芯配合間隙越大,這種單邊現象越嚴重,加之變形,不同心,或閥芯密封面倒角小(一般為30°倒角來引導),因而接近關閉時,産生閥芯密封面倒角端面置于閥座密封面上,造成關閉時閥芯跳動,甚至根本關不到位的情況,使閥洩漏量大大增加。 最簡單、最有效的解決方法,就是增大閥芯密封面尺寸,使閥芯端面的最小直徑比閥座直徑小1~5mm,有足夠的引導作用,以保證閥芯導進閥座,保持良好的密封面接觸。

          調節閥振動的解決方法(8種方法)

          1. 增加剛度法
            對振蕩和輕微振動,可增大剛度來消除或減弱,如選用大剛度的彈簧,改用活塞執行機構等辦法都是可行的。
          2. 增加阻尼法
            增加阻尼即增加對振動的摩擦,如套筒閥的閥塞可采用“O”形圈密封,采用具有較大摩擦力的石墨填料等,這對消除或減弱輕微的振動還是有一定作用的。
          3. 增加導向尺寸,減小配合間隙法
            軸塞形閥一般導向尺寸都較小,所有閥配合間隙一般都較大,有0.4~1mm,這對産生機械振動是有幫助。因此,在發生輕微的機械振動時,可通過增大導向尺寸,減小配合間隙來削弱振動。
          4. 改變節流件形狀,消除共振法
            因調節閥的所謂振源發生在高速流動、壓力急劇變化的節流口,改變節流件的形狀即可改變振源頻率,在共振不強烈時比較容易解決。
            具體辦法是将在振動開度範圍内閥芯曲面車削0.5~1.0mm。如某廠家屬區附近安裝了一台自力式壓力調節閥,因共振産生嘯叫影響職工休息,将閥芯曲面車掉0.5mm後,共振嘯叫聲消失。
          5. 更換節流件消除共振法
            其方法有:
            更換流量特性,對數改線性,線性改對數;
            更換閥芯形式。如将軸塞形改為“V”形槽閥芯,将雙座閥軸塞型改成套筒型;
            将開窗口的套筒改為打小孔的套筒等。
            如某氮肥廠一台DN25雙座閥,閥杆與閥芯連接處經常振斷,我們确認為共振後,将直線特性閥芯改為對數性閥芯,問題得到解決。又如某航空學院實驗室用一台DN200套筒閥,閥塞産生強烈旋轉無法投用,将開窗口的套筒改為打小孔的套筒後,旋轉立即消失。
          6. 更換調節閥類型以消除共振
            不同結構形式的調節閥,其固有頻率自然不同,更換調節閥類型是從根本上消除共振的最有效的方法。
            一台閥在使用中共振十分厲害———強烈地振動(嚴重時可将閥破壞),強烈地旋轉(甚至閥杆被振斷、扭斷),而且産生強烈的噪音(高達100多分貝)的閥,隻要把它更換成一台結構差異較大的閥,立刻見效,強烈共振奇迹般地消失。
            如某維尼綸廠新擴建工程選用一台DN200套筒閥,上述三種現象都存在,DN300的管道随之跳動,閥塞旋轉,噪音100多分貝,共振開度20~70%,考慮共振開度大,改用一台雙座閥後,共振消失,投運正常。
          7. 減小汽蝕振動法
            對因空化汽泡破裂而産生的汽蝕振動,自然應在減小空化上想辦法。
            讓氣泡破裂産生的沖擊能量不作用在固體表面上,特别是閥芯上,而是讓液體吸收。套筒閥就具有這個特點,因此可以将軸塞型閥芯改成套筒型。
            采取減小空化的一切辦法,如增加節流阻力,增大縮流口壓力,分級或串聯減壓等。
          8. 避開振源波擊法
            外來振源波擊引起閥振動,這顯然是調節閥正常工作時所應避開的,如果産生這種振動,應當采取相應的措施。

          調節閥噪音大的解決方法

          1. 消除共振噪音法
            隻有調節閥共振時,才有能量疊加而産生100多分貝的強烈噪音。有的表現為振動強烈,噪音不大,有的振動弱,而噪音卻非常大;有的振動和噪音都較大。
            這種噪音産生一種單音調的聲音,其頻率一般為3000~7000赫茲。顯然,消除共振,噪音自然随之消失。
          2. 消除汽蝕噪音法
            汽蝕是主要的流體動力噪音源。空化時,汽泡破裂産生高速沖擊,使其局部産生強烈湍流,産生汽蝕噪音。
            這種噪音具有較寬的頻率範圍,産生格格聲,與流體中含有砂石發出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪音的有效辦法。
          3. 使用厚壁管線法
            采用厚壁管是聲路處理辦法之一。使用薄壁可使噪音增加5分貝,采用厚壁管可使噪音降低0~20分貝。同一管徑壁越厚,同一壁厚管徑越大,降低噪音效果越好。
            如DN200管道,其壁厚分别為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時,可降低噪音分别為-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當然,壁越厚所付出的成本就越高。
          4. 采用吸音材料法
            這也是一種較常見、最有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪音源和閥後管線。
            必須指出,因噪音會經由流體流動而長距離傳播,故吸音材料包到哪裡,采用厚壁管至哪裡,消除噪音的有效性就終止到哪裡。
            這種辦法适用于噪音不很高、管線不很長的情況,因為這是一種較費錢的辦法。
          5. 串聯消音器法
            本法适用于作為空氣動力噪音的消音,它能夠有效地消除流體内部的噪音和抑制傳送到固體邊界層的噪音級。對質量流量高或閥前後壓降比高的地方,本法最有效而又經濟。
            使用吸收型串聯消音器可以大幅度降低噪音。但是,從經濟上考慮,一般限于衰減到約25分貝。
          6. 隔音箱法
            使用隔音箱、房子和建築物,把噪音源隔離在裡面,使外部環境的噪音減小到人們可以接受的範圍内。
          7. 串聯節流法
            在調節閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合,采用串聯節流法,就是把總的壓降分散在調節閥和閥後的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流闆,這是減少噪音辦法中最有效的。
            為了得到最佳的擴散器效率,必須根據每件的安裝情況來設計擴散器(實體的形狀、尺寸),使閥門産生的噪音級和擴散器産生的噪音級相同。
          8. 選用低噪音閥
            低噪音閥根據流體通過閥芯、閥座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步減速,以避免在流路裡的任意一點産生超音速。有多種形式,多種結構的低噪音閥(有為專門系統設計的)供使用時選用。
            當噪音不是很大時,選用低噪音套筒閥,可降低噪音10~20分貝,這是最經濟的低噪音閥。

          調節閥穩定性較差時的解決辦法

          1. 改變不平衡力作用方向法
            在穩定性分析中,已知不平衡力作用同與閥關方向相同時,即對閥産生關閉趨勢時,閥穩定性差。
            對閥工作在上述不平衡力條件下時,選用改變其作用方向的方法,通常是把流閉型改為流開型,一般來說都能方便地解決閥的穩定性問題。
          2. 避免閥自身不穩定區工作法
            有的閥受其自身結構的限制,在某些開度上工作時穩定性較差。
            雙座閥,開度在10%以内,因上球處流開,下球處流閉,帶來不穩定的問題;不平衡力變化斜率産生交變的附近,其穩定性較差。如蝶閥,交變點在70度左右;雙座閥在80~90%開度上。遇此類閥時,在不穩定區工作必然穩定性差,避免不穩定區工作即可。
          3. 更換穩定性好的閥
            穩定性好的閥其不平衡力變化較小,導向好。常用的球型閥中,套筒閥就有這一大特點。
            當單、雙座閥穩定性較差時,更換成套筒閥穩定性一定會得到提高。
          4. 增大彈簧剛度法
            執行機構抵抗負荷變化對行程影響的能力取決于彈簧剛度,剛度越大,對行程影響越小,閥穩定性越好。
            增大彈簧剛度是提高閥穩定性的常見的簡單方法,如将20~100KPa彈簧範圍的彈簧改成60~180KPa的大剛度彈簧,采用此法主要是帶了定位器的閥,否則,使用的閥要另配上定位器。
          5. 降低響應速度法
            當系統要求調節閥響應或調節速度不應太快時,閥的響應和調節速度卻又較快,如流量需要微調,而調節閥的流量調節變化卻又很大,或者系統本身已是快速響應系統而調節閥卻又帶定位器來加快閥的動作,這都是不利的。
            這将會産生超調,産生振動等。對此,應降低響應速度。
            辦法有:
            将直線特性改為對數特性;
            帶定位器的可改為轉換器、繼動器。

          調節閥其它故障處理

          1. 改變流向,解決促關問題,消除喘振法
            兩位型閥為提高切斷效果,通常作為流閉型使用。對液體介質,由于流閉型不平衡力的作用是将閥芯壓閉的,有促關作用,又稱抽吸作用,加快了閥芯動作速度,産生輕微水錘,引起系統喘振。
            對上述現象的解決辦法是隻要把流向改為流開,喘振即可消除。類似這種因促關而影響到閥不能正常工作的問題,也可考慮采取這種辦法加以解決。
          2. 防止塑變的方法
            塑變使一種金屬表面把另一種零件的金屬表面擦傷,甚至粘在一起,造成閥門卡住,動作不靈、密封面拖傷、洩漏量增加、螺紋連接的兩個件咬住旋不動(如高壓閥的上、下閥體)等故障。
            塑變與溫度、配合材料、表面粗糙度、硬度和負荷有關。高溫使金屬退火或軟化,進一步加劇塑變趨勢。
            解決塑變引起閥故障的方法有:
            易擦傷部位采用高硬度材料,有5~10Rc硬度差;
            兩種零件改用不同材料;
            增大間隙;
            增加潤滑劑;
            修複破壞面,提高光潔度和硬度:
            螺紋咬住旋不動時,隻好一次性焊好用。
          3. 增加密封油脂法
            因計算不準或産量增加等因素使閥的流量系數偏小,造成閥全開也保證不了流量時,不得已隻好打開旁路流過部分流量。通常旁通流量<15~20%最大流量。
            這裡介紹一種開旁路的辦法:因流閉型流阻小,比流開型流量系數大10~15%,因此,可用改變流向的辦法,改通常的流開為流閉使用,即使閥多通過10-15%的流量。這樣既可避免打開旁路,又因處大開度工作,穩定性問題也可不考慮。
          4. 克服流體破壞法
            最典型的閥是雙座閥,流體從中間進,閥芯垂直于進口,流體繞過閥芯分成上下兩束流出。
            流體沖擊在閥芯上,使之靠向出口側,引起摩擦,損傷閥芯與襯套的導向面,導緻動作失常,高流量還可能使閥芯彎曲、沖蝕、嚴重時甚至斷裂。
            解決的方法:
            提高導向部位材料硬度;
            增大閥芯上下球中間尺寸,使之呈粗狀;
            選用其它閥代用。如用套筒閥,流體從套筒四周流人,對閥塞的側向推力大大減小。
          5. 克服流體産生的旋轉力使閥芯轉動的方法
            對“V”形口的閥芯,因介質流入的不對稱,作用在“V”形口上的閥芯切向力不一緻,産生一個使之旋轉的旋轉力。特别是對DN≥100的閥更強烈。
            由此,可能引起閥與執行機構推杆連接的脫開,無彈簧執行機構可能引起膜片扭曲。
            解決的辦法有:
            将閥芯反旋轉方向轉一個角度,以平衡作用在閥芯上的切向力;
            進一步鎖住閥杆與推杆的連接,必要時,增加一塊防轉動的夾闆;
            将“V”形開口的閥芯更換成柱塞形閥芯;
            采用或改為套筒式結構;
            如系共振引起的轉動,消除共振即可解決問題。

          6. 調整蝶閥閥闆摩擦力,克服開啟跳動法
            采用“O”形圈、密封環、襯裡等軟密封的蝶閥,閥關閉時,由于軟密封件的變形,使閥闆關閉到位并包住閥闆,能達到十分理想的切斷效果。
            但閥要打開時,執行機構要打開閥闆的力不斷增加,當增加到軟密封件對閥闆的摩擦力相等時,閥闆啟動。一旦啟動,此摩擦力就急劇減小。
            為達到力的平衡,閥闆猛烈打開,這個力同相應開度的介質作用的不平衡力矩與執行機構的打開力矩平衡時,閥停止在這一開度上。這個猛烈而突然起跳打開的開度可高達30~50%,這将産生一系列問題。
            同時,關閉時因軟密封件要産生較大的變化,易産生永久變形或被閥闆擠壞、拉傷等情況,影響壽命。
            解決辦法是調整軟密封件對閥闆啟動的摩擦力,這既能保證達到所需切斷的要求,又能使閥較正常地啟動。
            具體辦法有:
            調整過盈量;
            通過限位或調整執行機構預緊力、輸出力的辦法,減少閥闆關閉過度給開啟帶來的困難。
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