氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的維護(hù)及故障處理

李 偉，張建斌，楊玲玲

（1.合肥通用機(jī)械研究院有限公司，安徽合肥 230031；2.合肥通用機(jī)電產(chǎn)品檢測院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

空氣壓縮是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作的關(guān)鍵動(dòng)力，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)十分簡單，作業(yè)性能頗為穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)大。在工業(yè)化快速發(fā)展的背景下，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平也有所提高，越來越多的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域普遍應(yīng)用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在化工生產(chǎn)和電力過程中氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用率最高。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在壓縮空氣后會產(chǎn)生動(dòng)力，對閥門定位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥的主要功能就是依靠接收控制信號，依據(jù)信號的規(guī)律對管道中的介質(zhì)流通進(jìn)行流量控制、壓力控制和溫度控制等。因此，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的靈敏度影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)，靈敏速度快，自動(dòng)化控制系統(tǒng)質(zhì)量就好，反之亦然。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥直接接觸工藝管道，常處于高溫、高壓和腐蝕等惡劣環(huán)境下，如果不能做好保障措施，會對企業(yè)帶來消極影響。在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)控制中，需要分析氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的故障，根據(jù)實(shí)際故障作出可行性解決方案。

1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥概述

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要指應(yīng)用轉(zhuǎn)換器、電磁閥和保位閥等關(guān)鍵器件，使用氣缸控制閥門，實(shí)現(xiàn)比例式調(diào)節(jié)，及時(shí)接收控制信號，調(diào)節(jié)管道介質(zhì)中的溫度、流量和壓力等參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥反應(yīng)速度十分靈敏，在應(yīng)用過程中可以不采用額外的防爆措施，具有超高的安全指數(shù)。

2 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過壓縮空氣能夠產(chǎn)生動(dòng)能，推動(dòng)氣缸運(yùn)行，聯(lián)合電氣轉(zhuǎn)化器、電磁閥門和保位閥門等主要附件，在共同作用下對工業(yè)管道的開合程度進(jìn)行合理控制。工業(yè)生產(chǎn)需要有自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行保障，這個(gè)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要就是通過傳遞信號來控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而對管道介質(zhì)的重要參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。通過軟件傳遞信號即可控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥對信號的接收度比較靈敏，同時(shí)也具有較高的安全性。當(dāng)空氣壓力輸送到一定的信號值后，氣缸薄膜就會產(chǎn)生相應(yīng)推力，從而壓縮閥桿等，此時(shí)閥門就保留在一定的開度狀態(tài)或閉合狀態(tài)。

3 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥常見故障分析

3.1 調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作

發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作，首先應(yīng)確認(rèn)啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣源壓力是否在正常運(yùn)行。查找氣源故障問題，如果氣源壓力處于平穩(wěn)狀態(tài)，那么就可以繼續(xù)確認(rèn)定位器或電氣轉(zhuǎn)換器的放大器是否處于正常輸出狀態(tài)。如果沒有輸出效果，則可以斷定放大器恒節(jié)流孔堵塞，或壓縮空氣中的水分聚集于放大器球閥處。工作人員可以使用小鋼絲球疏通恒節(jié)流孔，將截流口中的污物等清潔干凈。如果上述狀況都正常，有信號存在但依舊處于無動(dòng)作狀態(tài)，則應(yīng)該在執(zhí)行機(jī)構(gòu)找出故障，需要卸開閥門進(jìn)行仔細(xì)檢查。

3.2 閥門動(dòng)作遲緩

閥桿往復(fù)形成動(dòng)作異常遲緩，可以考慮閥體內(nèi)存在黏性超強(qiáng)的物質(zhì)，導(dǎo)致結(jié)焦堵塞，甚至還有可能出現(xiàn)閥桿彎曲或被劃傷。也不排除閥桿單向動(dòng)作遲鈍狀況，這時(shí)就可以考慮氣室或氣路管是否存在漏氣問題，經(jīng)過反復(fù)檢查才能夠確認(rèn)，之后需要立即修復(fù)。若閥桿還處于正常運(yùn)作狀態(tài)，則可以將閥桿往復(fù)移動(dòng)，經(jīng)過反復(fù)移動(dòng)促進(jìn)介質(zhì)沖出閥內(nèi)黏性較大的物質(zhì)。此外還可以解體閥門，徹底清理閥內(nèi)部，進(jìn)而確認(rèn)其是否存在老化現(xiàn)象。

3.3 調(diào)理閥振蕩噪聲大

調(diào)節(jié)閥流通能力受范圍的約束，一旦選取值超出最大數(shù)值，就會為調(diào)節(jié)閥帶來意外壓力。超強(qiáng)壓力很有可能降低調(diào)節(jié)閥的彈簧鋼度，造成閥體振蕩。有流體流通調(diào)節(jié)閥，前后壓差無法保持在平穩(wěn)狀態(tài)，如果前后壓差偏大，就會嚴(yán)重氣蝕閥芯等內(nèi)部零件，最終導(dǎo)致流體產(chǎn)生噪聲。一般來說，鋼度可以消除輕微的振動(dòng)。若發(fā)現(xiàn)流通能力數(shù)值超出預(yù)期范圍，就應(yīng)該重新選擇調(diào)節(jié)閥，將調(diào)節(jié)閥的流通能力值控制在合理范圍，以便進(jìn)一步改善調(diào)節(jié)閥工作開度不大時(shí)引起的振蕩。

3.4 閥泄漏量大

當(dāng)閥沒有達(dá)到預(yù)期中的閉合位置時(shí)，受介質(zhì)壓差大的影響，執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力也不會充足，這也就會導(dǎo)致閥內(nèi)存在異物。在閥內(nèi)存在異物時(shí)，可以將閥桿上下進(jìn)行移動(dòng)。全閉閥出現(xiàn)大量泄漏，可能因?yàn)殚y芯和閥座備受腐蝕，出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。

3.5 填料與連接處泄漏

受填料塑形的影響，會產(chǎn)生一定徑向力，這會和閥桿產(chǎn)生密切接觸，這種接觸并沒有達(dá)到均勻狀態(tài)。在調(diào)節(jié)閥進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，閥桿內(nèi)所有填料也都會相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。正常使用時(shí)，由于高溫、高壓、滲透性和流體介質(zhì)影響，導(dǎo)致閥填料函容易頻發(fā)泄漏現(xiàn)象。同時(shí)，閥桿和填料之間的界面泄漏是受填料和接觸壓力日益衰弱而影響。

4 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥常見故障處理方法

4.1 調(diào)節(jié)閥卡堵

調(diào)節(jié)閥順暢運(yùn)行，能夠保障整體工程的作業(yè)效率。當(dāng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥內(nèi)被大量粘附物堵塞，在閥桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)就會有所遲緩，導(dǎo)致堵塞問題變得越來越嚴(yán)重。在工程初期需要投入使用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥時(shí)，以及氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)過解體修理過后，會更容易出現(xiàn)故障。另外，在管道安裝或檢查管道過程中，管道內(nèi)存有的焊渣、鐵銹等，都很有可能會造成卡頓，導(dǎo)致自動(dòng)化控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘柵c相應(yīng)的控制動(dòng)作出現(xiàn)偏差。針對調(diào)節(jié)閥卡頓問題，應(yīng)該在調(diào)節(jié)閥應(yīng)用初期就及時(shí)找出問題，迅速通過開關(guān)等零件來控制調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥內(nèi)的異物隨介質(zhì)被沖掉。當(dāng)然也可以在夾緊閥桿的情況下，利用外加信號的壓力采用正向旋轉(zhuǎn)閥桿和反向旋轉(zhuǎn)閥桿相融合的方法，清除閥芯內(nèi)的卡堵物。根據(jù)相關(guān)實(shí)際情況，如果認(rèn)為上述方法都不符合，也可以通過增強(qiáng)氣源壓力，提升驅(qū)動(dòng)功率，將調(diào)節(jié)閥反復(fù)向上移動(dòng)和向下移動(dòng)，由此有效疏通卡堵物。

4.2 調(diào)節(jié)閥泄漏

調(diào)節(jié)閥泄漏可以分為閥內(nèi)泄漏和填料泄漏。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥桿長度有一定要求，無論閥桿長度偏長或偏短，都會造成閥桿上移動(dòng)下移動(dòng)距離不足。使得閥芯與閥座之間的空隙不能夠緊密接觸，導(dǎo)致閥開度和閉合都不是很嚴(yán)實(shí)。為高效解決閥內(nèi)漏問題，工作人員應(yīng)該慎重調(diào)理閥桿長度，合理的閥桿長度能夠保障閥芯和閥座之間的科學(xué)接觸，使其接觸空間處于合理范圍，從而規(guī)避內(nèi)漏問題。針對填料泄漏問題的處理方法，首先就是要解決填料發(fā)生塑性變形產(chǎn)生的徑向力與閥桿接觸不均勻的問題，有的地方可能接觸偏緊，有的地方也可能接觸偏松，甚至有的地方還沒有實(shí)現(xiàn)完全接觸。專業(yè)人員要慎重利用填料底部與頂端倒角的位置，準(zhǔn)備金屬環(huán)合理置入，保障填料可以適時(shí)填入，防止介質(zhì)產(chǎn)生壓力將填料沖出填料函，使金屬保護(hù)環(huán)和填料變得更平衡，杜絕出現(xiàn)傾斜狀況。為從根源處降低填料的磨損程度，保障填料函和填料接觸部分表面有良好的光澤度，填料涵和填料接觸面都要進(jìn)行細(xì)致加工。一般來說，柔性石墨擁有良好的氣密性，同時(shí)在耐磨程度上也使人滿意，一旦出現(xiàn)故障也容易維修，耐溫效果與抗腐蝕效果超強(qiáng)。為此可以使用柔性石墨作為填料，柔性石墨的融入不會使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥遭受侵蝕，降低內(nèi)部介質(zhì)對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的危害，大幅提升氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥填料的密封性和可靠性，改善填料泄漏問題帶來的不利影響，延長調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用時(shí)限。

4.3 調(diào)節(jié)閥閥門定位器故障

處理氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥門智能式定位器故障時(shí)，應(yīng)該重視定位器的選擇，需要依據(jù)實(shí)際狀況下的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥類型來合理比較市面上的智能式定位器，精挑細(xì)選一款最為匹配的定位器。科學(xué)挑選智能式定位器工作完成后，需要由專業(yè)工作人員參考專業(yè)流程進(jìn)行安裝，同時(shí)還要對定位器做好遮陽防振措施，避免定位器的電子元件受到太陽照射的損害。溫度過高會嚴(yán)重影響定位器的質(zhì)量，甚至很有可能導(dǎo)致定位器被燒壞。與此同時(shí)，還應(yīng)該注重保持定位器儀器表面潔凈程度，以此提高智能式定位器的穩(wěn)定運(yùn)行、使用效率和壽命。除此之外，如果發(fā)現(xiàn)智能式定位器存在故障，應(yīng)及時(shí)做好整體更換，采取整體性更換措施，確保整體工作效率的提高。

5 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的日常維護(hù)措施

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在正常運(yùn)行過程中會與管道中的介質(zhì)產(chǎn)生緊密接觸，如果氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥性能出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量有所下降，容易造成介質(zhì)泄漏以及環(huán)境污染。為此，對氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行定期檢修與維護(hù)有著至關(guān)重要的意義。做好關(guān)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)鍵部位檢修計(jì)劃，嚴(yán)格觀察潮濕、高溫等惡劣環(huán)境下的部位零件狀況，增強(qiáng)故障頻發(fā)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，合理控制安全隱患。

5.1 定期檢修調(diào)節(jié)閥

腐蝕性較強(qiáng)環(huán)境下的調(diào)節(jié)閥或市場高壓差較大環(huán)境下長期運(yùn)行的調(diào)節(jié)閥，閥體內(nèi)壁與隔膜會受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕。相關(guān)專業(yè)人員需要對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行必要檢修，檢查調(diào)節(jié)閥現(xiàn)有的抗壓與耐腐蝕能力。調(diào)節(jié)閥上存在的螺紋如果受到腐蝕，就會導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，最終影響其正常運(yùn)行。因此，工作人員需要注重檢修調(diào)節(jié)閥表層螺紋。另外，還要加強(qiáng)檢查填料與潤滑油，仔細(xì)觀察每一個(gè)配合面是否存在質(zhì)量損壞問題，發(fā)現(xiàn)元件損壞，需要對其進(jìn)行更換。

5.2 調(diào)節(jié)閥日常巡回檢查

在調(diào)節(jié)閥日常巡回檢查中，應(yīng)該分配專業(yè)人員做好工作計(jì)劃，值班人員根據(jù)工作計(jì)劃考察氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用情況。在檢查工作中，值班人員不能忽略對介質(zhì)源和電壓等能源供給環(huán)節(jié)的記錄。認(rèn)真分析液壓油系統(tǒng)運(yùn)行情況、調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)密封狀況以及各連接線是否正常運(yùn)行，注重檢查調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)動(dòng)作的靈敏度，在調(diào)節(jié)過程中是否存在異常聲響或振動(dòng)。每次日常巡回檢查調(diào)節(jié)閥工作完成后，相關(guān)工作人員都需要詳細(xì)記錄檢查狀況，為下次巡查工作做好鋪墊，提供可靠數(shù)據(jù)。

6 結(jié)束語

導(dǎo)致氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障的因素有很多，造成啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥故障類型多樣化。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，受偶然因素影響會導(dǎo)致氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥故障頻發(fā)。基于此，需要做好定期檢查和日常維修工作，做好經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與理論分析，采用高效措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，保證氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮出價(jià)值，提升工業(yè)生產(chǎn)效益。