氣動調節閥的維護及故障處理

李 偉，張建斌，楊玲玲

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

0 引言

空氣壓縮是氣動調節閥工作的關鍵動力，氣動調節閥結構十分簡單，作業性能頗為穩定，可操作性強大。在工業化快速發展的背景下，工業生產自動化水平也有所提高，越來越多的工業自動化領域普遍應用氣動調節閥，在化工生產和電力過程中氣動調節閥的應用率最高。氣動調節閥在壓縮空氣后會產生動力，對閥門定位器進行調節。調節閥的主要功能就是依靠接收控制信號，依據信號的規律對管道中的介質流通進行流量控制、壓力控制和溫度控制等。因此，氣動調節閥的靈敏度影響自動化控制系統，靈敏速度快，自動化控制系統質量就好，反之亦然。氣動調節閥直接接觸工藝管道，常處于高溫、高壓和腐蝕等惡劣環境下，如果不能做好保障措施，會對企業帶來消極影響。在工業自動化系統控制中，需要分析氣動調節閥的故障，根據實際故障作出可行性解決方案。

1 氣動調節閥概述

氣動調節閥主要指應用轉換器、電磁閥和保位閥等關鍵器件，使用氣缸控制閥門，實現比例式調節，及時接收控制信號，調節管道介質中的溫度、流量和壓力等參數。氣動調節閥反應速度十分靈敏，在應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。

2 氣動調節閥工作原理

氣動調節閥通過壓縮空氣能夠產生動能，推動氣缸運行，聯合電氣轉化器、電磁閥門和保位閥門等主要附件，在共同作用下對工業管道的開合程度進行合理控制。工業生產需要有自動化控制系統進行保障，這個工業生產自動化控制系統主要就是通過傳遞信號來控制氣動調節閥，從而對管道介質的重要參數進行動態管理。通過軟件傳遞信號即可控制氣動調節閥，氣動調節閥對信號的接收度比較靈敏，同時也具有較高的安全性。當空氣壓力輸送到一定的信號值后，氣缸薄膜就會產生相應推力，從而壓縮閥桿等，此時閥門就保留在一定的開度狀態或閉合狀態。

3 氣動調節閥常見故障分析

3.1 調節閥不動作

發現氣動調節閥不動作，首先應確認啟動調節閥氣源壓力是否在正常運行。查找氣源故障問題，如果氣源壓力處于平穩狀態，那么就可以繼續確認定位器或電氣轉換器的放大器是否處于正常輸出狀態。如果沒有輸出效果，則可以斷定放大器恒節流孔堵塞，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作狀態，則應該在執行機構找出故障，需要卸開閥門進行仔細檢查。

3.2 閥門動作遲緩

閥桿往復形成動作異常遲緩，可以考慮閥體內存在黏性超強的物質，導致結焦堵塞，甚至還有可能出現閥桿彎曲或被劃傷。也不排除閥桿單向動作遲鈍狀況，這時就可以考慮氣室或氣路管是否存在漏氣問題，經過反復檢查才能夠確認，之后需要立即修復。若閥桿還處于正常運作狀態，則可以將閥桿往復移動，經過反復移動促進介質沖出閥內黏性較大的物質。此外還可以解體閥門，徹底清理閥內部，進而確認其是否存在老化現象。

3.3 調理閥振蕩噪聲大

調節閥流通能力受范圍的約束，一旦選取值超出最大數值，就會為調節閥帶來意外壓力。超強壓力很有可能降低調節閥的彈簧鋼度，造成閥體振蕩。有流體流通調節閥，前后壓差無法保持在平穩狀態，如果前后壓差偏大，就會嚴重氣蝕閥芯等內部零件，最終導致流體產生噪聲。一般來說，鋼度可以消除輕微的振動。若發現流通能力數值超出預期范圍，就應該重新選擇調節閥，將調節閥的流通能力值控制在合理范圍，以便進一步改善調節閥工作開度不大時引起的振蕩。

3.4 閥泄漏量大

當閥沒有達到預期中的閉合位置時，受介質壓差大的影響，執行機構輸出力也不會充足，這也就會導致閥內存在異物。在閥內存在異物時，可以將閥桿上下進行移動。全閉閥出現大量泄漏，可能因為閥芯和閥座備受腐蝕，出現松動現象。

3.5 填料與連接處泄漏

受填料塑形的影響，會產生一定徑向力，這會和閥桿產生密切接觸，這種接觸并沒有達到均勻狀態。在調節閥進行運作時，閥桿內所有填料也都會相應運動。正常使用時，由于高溫、高壓、滲透性和流體介質影響，導致閥填料函容易頻發泄漏現象。同時，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 氣動調節閥常見故障處理方法

4.1 調節閥卡堵

調節閥順暢運行，能夠保障整體工程的作業效率。當氣動調節閥內被大量粘附物堵塞，在閥桿往復運動時就會有所遲緩，導致堵塞問題變得越來越嚴重。在工程初期需要投入使用氣動調節閥時，以及氣動調節閥經過解體修理過后，會更容易出現故障。另外，在管道安裝或檢查管道過程中，管道內存有的焊渣、鐵銹等，都很有可能會造成卡頓，導致自動化控制系統傳輸的信號與相應的控制動作出現偏差。針對調節閥卡頓問題，應該在調節閥應用初期就及時找出問題，迅速通過開關等零件來控制調節閥，使調節閥內的異物隨介質被沖掉。當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閥桿和反向旋轉閥桿相融合的方法，清除閥芯內的卡堵物。根據相關實際情況，如果認為上述方法都不符合，也可以通過增強氣源壓力，提升驅動功率，將調節閥反復向上移動和向下移動，由此有效疏通卡堵物。

4.2 調節閥泄漏

調節閥泄漏可以分為閥內泄漏和填料泄漏。氣動調節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下移動距離不足。使得閥芯與閥座之間的空隙不能夠緊密接觸，導致閥開度和閉合都不是很嚴實。為高效解決閥內漏問題，工作人員應該慎重調理閥桿長度，合理的閥桿長度能夠保障閥芯和閥座之間的科學接觸，使其接觸空間處于合理范圍，從而規避內漏問題。針對填料泄漏問題的處理方法，首先就是要解決填料發生塑性變形產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現完全接觸。專業人員要慎重利用填料底部與頂端倒角的位置，準備金屬環合理置入，保障填料可以適時填入，防止介質產生壓力將填料沖出填料函，使金屬保護環和填料變得更平衡，杜絕出現傾斜狀況。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行細致加工。一般來說，柔性石墨擁有良好的氣密性，同時在耐磨程度上也使人滿意，一旦出現故障也容易維修，耐溫效果與抗腐蝕效果超強。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調節閥遭受侵蝕，降低內部介質對氣動調節閥的危害，大幅提升氣動調節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，延長調節閥的應用時限。

4.3 調節閥閥門定位器故障

處理氣動調節閥閥門智能式定位器故障時，應該重視定位器的選擇，需要依據實際狀況下的氣動調節閥類型來合理比較市面上的智能式定位器，精挑細選一款最為匹配的定位器。科學挑選智能式定位器工作完成后，需要由專業工作人員參考專業流程進行安裝，同時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。溫度過高會嚴重影響定位器的質量，甚至很有可能導致定位器被燒壞。與此同時，還應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定運行、使用效率和壽命。除此之外，如果發現智能式定位器存在故障，應及時做好整體更換，采取整體性更換措施，確保整體工作效率的提高。

5 氣動調節閥的日常維護措施

氣動調節閥在正常運行過程中會與管道中的介質產生緊密接觸，如果氣動調節閥性能出現問題，就會導致整個自動化控制系統的運行質量有所下降，容易造成介質泄漏以及環境污染。為此，對氣動調節閥進行定期檢修與維護有著至關重要的意義。做好關于自動化控制系統關鍵部位檢修計劃，嚴格觀察潮濕、高溫等惡劣環境下的部位零件狀況，增強故障頻發環節的質量，合理控制安全隱患。

5.1 定期檢修調節閥

腐蝕性較強環境下的調節閥或市場高壓差較大環境下長期運行的調節閥，閥體內壁與隔膜會受到介質的沖擊和腐蝕。相關專業人員需要對調節閥進行必要檢修，檢查調節閥現有的抗壓與耐腐蝕能力。調節閥上存在的螺紋如果受到腐蝕，就會導致調節閥出現松動現象，最終影響其正常運行。因此，工作人員需要注重檢修調節閥表層螺紋。另外，還要加強檢查填料與潤滑油，仔細觀察每一個配合面是否存在質量損壞問題，發現元件損壞，需要對其進行更換。

5.2 調節閥日常巡回檢查

在調節閥日常巡回檢查中，應該分配專業人員做好工作計劃，值班人員根據工作計劃考察氣動調節閥的應用情況。在檢查工作中，值班人員不能忽略對介質源和電壓等能源供給環節的記錄。認真分析液壓油系統運行情況、調節閥動態密封狀況以及各連接線是否正常運行，注重檢查調節閥調節動作的靈敏度，在調節過程中是否存在異常聲響或振動。每次日常巡回檢查調節閥工作完成后，相關工作人員都需要詳細記錄檢查狀況，為下次巡查工作做好鋪墊，提供可靠數據。

6 結束語

導致氣動調節閥出現故障的因素有很多，造成啟動調節閥故障類型多樣化。在實際運轉過程中，受偶然因素影響會導致氣動調節閥故障頻發。基于此，需要做好定期檢查和日常維修工作，做好經驗總結與理論分析，采用高效措施規避風險，保證氣動調節閥在自動化控制系統中發揮出價值，提升工業生產效益。