调节阀故障处理.doc

调节阀故障处理调节阀作为自动调节系统的终端执行装置，接收控制信号实现对工艺流程的调节。它的动作灵敏度直接影响调节质量，因此在日常维护中总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策显得尤为重要。6.1 影响因素及解决方法6.1.1卡堵 调节阀经常出现的问题是卡堵，常出现在新投入运行的系统和大修投运初期，由于管道内焊渣、铁锈等在节流口和导向部位造成堵塞，使介质流通不畅，或调节阀在检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作、大信号动作过头的现象。此类故障处理办法：可迅速开、关调节阀，用介质将脏物冲跑。另外还可以用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力的情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能解决问题，可增加气源压力、增加驱动功率反复上下移动几次。如果还是不能动作，则需要在专业人员的协助下完成对控制阀解体处理。6.1.2泄漏 调节阀泄漏一般有调节阀内漏、填料泄漏和阀芯、阀座变形引起的泄漏几种情况。 (1)阀内漏 阀杆长短不适，气开阀阀杆太长，阀杆向上的(或向下)距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致不严而内漏。同样气关阀阀杆太短，也可导致阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。 解决方法：应缩短(或延长)调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。 (2)填料泄漏 填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性变形，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触。但这种接触并非十分均匀，有些部位接触得松，有些部位接触得较紧，甚至有些部位根本没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，即轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏(压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏)。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。 解决方法：为了使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环。但是该保护环与填料的接触面不能为斜面，以防止填料被介质压力推出。填料函与填料接触部分的表面要精加工，以提高表面光洁度，减小填料磨损。填料选用柔性石墨，因其气密性好、摩擦力小，长期使用变化小，磨损的烧损小，易于维修，且压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不发生变化，耐压性和耐热性良好，不受内部介质的侵蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属不发生点蚀或腐蚀。这样，可有效地保护阀杆填料函的密封，保证填料密封的可靠性，使用寿命也会有很大地提高。 (3)阀芯、阀座变形泄漏 阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷导致的强腐蚀。而腐蚀介质通过流体介质的冲刷也会造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质在通过调节阀时，便会产生对阀芯、阀座材料的侵蚀和冲击，使阀芯、阀座成椭圆形或其他形状，随着时问的推移，导致阀芯、阀座不匹配，存在间隙，造成关不严而发生泄漏。 解决方法：关键把好阀芯、阀座的材质选型关。选择耐腐蚀的材料，对存在麻点、沙眼等缺陷的产品要坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可用细砂纸研磨，消除痕迹，提高密封光洁度，以提高密封性能。若损坏严重，则应重新更换新阀。6.1.3振荡 调节阀的弹簧刚度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振荡。还有所选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动，使调节阀随之振动。选型不当，调节阀工作在小开度，存在着剧烈的流阻、流速、压力的变化，当超过阀的刚度，其稳定性变差，严重时产生振荡。 解决方法：由于产生振荡的原因是多方面的。对振动轻微的，可增加刚度来消除，如选用大刚度弹簧的调节阀，改用活塞执行结构等；管道、基座剧烈振动，可通过增加支撑消除振动干扰；阀的频率与系统的频率相同时，更换不同结构的调节阀；工作在小开度造成的振荡，则是选型不当造成的，具体说是由于阀的流通能力Cv值过大，必须重新选型，选择流通能力Cv值较小的或采用分程控制或采用子母阀以克服调节阀工作在小开度时所产生的振荡。6.2调节阀的维护 被动性维护-当调节阀发生故障后，对调节阀进行检修。在使用过程中，调节阀自身或者某些附件出现故障，造成调节阀不能正常工作，更严重的情况导致整个系统不能正常工作，造成很大的事故发生。 预防性维护-按照过去的生产过程经验有计划地安排某些调节阀进行维护或检修，以防止调节阀的事故发生。它对前者来说是一个有计划安排，虽然能避免一些调节阀事故的产生，但由于没有现场使用的调节阀的许多信息，在安排上不能避免的造成某些调节阀工作正常也被安排在检修行列，而某些不适用的调节阀仍被使用在过程控制系统中。 预测性维护-通过智能仪表或其它诊断设备获取调节阀的信息。气动调节阀不能存贮自身任何信息，而智能型阀门定位器开发使用，它们除了提高调节阀的调节品质外，对调节阀的诊断功能也逐步加强。下面对智能型阀门定位器的自身诊断及对调节阀诊断功能作一些分析。6.3 常见故障及处理方法常见故障及处理方法见表5-1。表6-1（a）气动凸轮挠曲调节阀常见故障及处理方法现 象原 因处 理 方 法输入控制信号调节阀不动作 未送气源或气源压力不够 送气源，调整减压阀至规定气源压力 定位器至气动执行器输出信号泄漏严重 查找接头和管线泄漏点，紧固或更换接头和管线 帽型膜片破裂漏气 更换膜片 机械连杆卡涩严重 检查卡涩原因，重新装配 定位器故障 检查定位器放大器及节流孔、喷嘴挡板调节阀工作时不稳 定位器至气动执行器输出信号有泄漏 检查信号管、接头、密封环等处的泄漏点，予以消除定呈周期性波动 定位器整定元件松动或者摩擦 找出松动部件固紧。摩擦部件调整、加油润滑 过滤器减压阀工作不稳 清理、检修过滤器减压阀阀轴杆振荡并伴有噪声 调节阀流通能力选择不当，使阀门经常处于小开度 重新计算流通能力，选择合适的调节阀 环型阀座松动 拧紧环型阀座的固定挡圈 上下导向套筒间隙过大 更换新的导向套筒 阀塞与弹性支撑臂之间有裂痕变型阀动作迟缓跳跃 机械连杆摩擦大 查找摩擦大的部件，重新装配 密封填料过紧或者损环 调整填料压盖，重新更换填料 上下导向套筒变型 更换新的导向套 环型阀座，阀塞结垢严重 阀体内有硬物 清除硬物调节阀泄漏量大 环型阀座和阀塞冲刷腐蚀严重调节阀动作灵活但不起控制作用 环型阀座或者阀塞已脱落 更换新的调节阀元件表6-1(b)气动薄膜套筒调节阀常见故障及处理方法现 象原 因处理方法 输入信号压力后调节阀杆不动作 调节阀气源压力不够 调整减压阀至规定压力值 信号管及接头泄漏 查找漏点予以消除 膜片破裂漏气 更换新规格膜片 膜片与推杆之间固定螺钉松动 重新固定，并采取防松措施 推杆处的“0”型环老化损坏 重新更换新的“0”型环 阀杆变型，导向套配合过紧 更换阀杆，对导向套重新加工 调节阀工作时不稳定呈周期性波动 信号压力泄漏严重 检查“0”型环及膜片予以更换 定位器调整元件松动或摩擦 找出松动部件固紧、加油润滑 执行机构平衡弹簧老化或者弹簧选择不当 更换新的弹簧 PID参数整定不当 可根据调节曲线的变化进行整定 过滤器减压阀工作不稳 清理或检修减压阀 阀杆振荡并伴有噪声 调节阀流通能力选择不当，使阀门经常处于小开度 重新计算工艺参数量，选择合适的流通能力 平衡弹簧刚度不合适 重新调整 阀芯与阀杆穿销松动，阀杆即将断裂 更换新的阀芯、阀杆 阀动作迟缓跳跃 套筒与阀塞结垢或有硬物摩擦 解体检查，清除垢物 膜片有裂纹及密封“O”型环漏气 更换膜片及“O”型环 阀杆动作但工艺参量不变 阀芯、阀杆脱落 解体检查、更换新的阀芯、阀杆 有污物堵塞 解体检查、清除堵塞物 阀达不到全关位置 介质工作压力大于执行机构推力 适当提高气源压力或更换执行器 阀内有硬物，阀芯关不到位 开大阀，冲走或解体取走硬物 调节阀泄漏量大 阀塞与滚筒密封面气蚀严重 密封面研磨，或喷焊、车光密封面 阀塞与下阀密封垫损坏 解体检修、更换垫片表6-1（c）气动长行程执行机构常见故障及处理方法现象原 因处理方法现 象原 因处理方法执行机构不动作信号管税落，不能充压检查连接好信号管接头执行机构动作，但很迟钝阀塞及阀套有污垢用汽油清洗气源不清洁用压缩空气进行吹扫支架轴承转动不灵活加黄油润滑气缸中“O”环老化，损坏更换新的“O”环气缸漏气更换橡胶密封件定位器线性变差过大检修定位器气缸壁结垢清洗气缸壁及活塞槽弹簧老化更换新的弹簧输出轴上的轴承，滑块上轴承不灵活加相应的润滑油润滑表6-1（d）气动蝶阀常见故障及处理方法现 象原 因处理方法现 象原 因处理方法 输入信号，阀不动作 信号管脱落或漏气 接好信号管、消除 泄漏 迟钝蝶阀动作 气缸及活塞结垢 清洗气缸、活塞 转轴填料太紧 调整填料压紧程度 活塞环破裂 更换新件 蝶阀达不到全闭位置 执行机构输出力不够 检查执行机构 转轴弯曲 更换新件 阀板处有异物 解体检查，消除异物 没有气源 供上气源 阀动作但不稳定 供气压力不足 调整气源压力 蝶阀执行机构泄漏量大 气缸密封环损坏 更换适当“O”环 输入信号不稳定 检查信号 定位器出故障 检修定位器 转轴销子断裂 修复 蝶阀振荡 阀板与轴的定位销松动或断裂 修复完好 蝶阀两端面与管路两法兰端面连接处泄漏 换垫或紧固螺钉 定位器输出振荡 检修定位器表6-1(e) 气动阀门定位器常见故障及处理方法 现 象 原 因 处理方法 现 象 原 因 处理方法 有输入信号无输出压力 供气压力不符合要求 调整减压阀供气压力 线性不好 背压室漏气 消除泄漏 输出管接头泄漏 消除泄漏点 可动部件有卡碰现象 重新调整、消除卡碰 放大器故障 检修放大器 放大器有污物 清洗污物 放大器节流孔堵塞 疏通恒节流孔 安装调整不当 按调校步骤重新调整 喷嘴挡板污垢 清除污垢 回程误差大 应该紧固的部件有松动 将紧固部件紧同重新调校 输出压 力不下降 放大器故障 更换检修放大器 滑动件摩擦力大 消除摩擦 恒节流孔眼扩大和安装不紧同 更换配件和装配好节流孔 挡板振荡 喷嘴挡板组装不良 调整挡板对准喷嘴的中心线 线性不好 喷嘴挡板平衡度不好 重新调整6.4 故障处理实例分析6.4.1 调节阀故障(1)调节阀FV403A不变化。故障现象：苯胺车间硝化岗位的调节阀FV403A用于控制硝酸流量，出现无论工艺操作员如何调节调节阀的开度，流量FT403A始终没有变化。故障分析：调节部分出现此现象的常见故障一般有以下几种情况：定位器有气流，但没有输出，主要原因1、定位器中放大器的恒节流孔堵塞，2、压缩空气中有水分聚积于放大器球阀处；有信号而无动作，主要原因1、阀芯与衬套或阀座卡死，2、阀芯脱落（销子断了），3、阀杆弯曲或折断，4、执行机构故障；故障处理：首先检查定位器，正常，在控制室加模拟信号，现场监视有输出，单校调节阀，执行机构及阀杆动作正常，关闭调节阀上下工艺截止阀，排出管线内硝酸并清洗后，对调节阀进行解体检查，发现阀杆阀芯连接脱落，因此虽然阀杆正常动作，但因已与阀芯脱落，所以调节阀始终处于关闭状态，没有流体流过，进行重现固定连接安装后正常。(2)苯胺精制FV701无法在全范围动作。故障现象：苯胺车间还原反应生成的苯胺水经FV701控制流量并升温后进入T103（回收塔）进行苯胺提纯回收，型号为E/P700，由于生产能力需要，一般在大范围内动作，出现控制室加入100%全开信号，但阀门开度只能达到50%左右，无法正常大流量调节。故障分析：调节部分出现此现象的常见故障一般有以下几种情况： 阀门定位器故障; 调节阀膜片有破损处; 阀体内有异物，故障处理：首先检查定位器，正常，在控制室加模拟信号，现场监视有输出，单校调节阀，发现调节阀开度达不到最大，对膜头部分进行解体后，发现膜片边缘磨损出现缝隙，确认原因为膜片安装位置有问题导致执行机构在反复动作时，膜片反复磨损而破裂，更换新膜片后正常。(3)苯胺还原TV601-1温度无法正常控制.故障现象：苯胺还原岗位TV601-1用于通过调节E137（混合气体加热器）温度，使氢气与硝基苯的混合物温度达到180210，出现无法正常调节加热器温度现象。故障分析：调节部分出现此现象的常见故障一般有以下几种情况：定位器输出不稳定；输出管线有漏气；执行机构刚度太小，液体压力变化造成推力不足；阀门摩擦力大。故障处理：在对阀门定位器进行检查时，发现定位器输出不稳定，故障原因为阀门定位器内部磁钢磁性过强，导致输出信号出现不稳定现象，在对磁钢进行消磁后，故障消失。 (4)新加的调节回路，对应的现场仪表调节阀来回震动。故障现象: Honeywell TDC3000系统，在增加调节回路对现场仪表阀门调试过程中，发现阀位来回变化。故障分析:检查FTA现场接线端子电流信号，大小也在某两个值之间变化，造成这种现象，原因可能是 现场接线端子FTA 和模拟量输出AO 卡件有问题。于是更换的FTA 和AO卡件。但是，故障现象还是一样。后来调出控制点，发现这个点的阀位值也在某两个值之间来回波动。而其中的一个值为调节回路的阀位输出值。这时分析是否还有一个回路的输出也给这个控制点。果然如此发现另一个调节回路的输出也给这个控制点。故障处理: 修改组态，把另一个输出删掉后，现场调节阀稳定。(5)氢气调节阀控制失灵故障检修故障现象：苯胺车间硫化床新氢调节阀FV-201B是控制硫化床补充新氢的调节阀，是控制硫化床压力稳定运行的关键阀门。一天硫化床压力发生大幅度波动，它的波动容易造成硫化床系统超压发生防爆片破裂导致火灾发生。操作人员立即到现场将调节阀关闭。开启副线工艺阀控制，并通知仪表维护人员进行检修。故障分析：对该阀门进行常规检查：检查调节阀的执行机构、气源压力、DCS信号都正常；对该阀门校验行程阀杆动作正常。怀疑工艺操作有问题，通知工艺人员切换调节阀控制，同时做好现场工艺阀门控制准备工作，恢复调节阀控制后发现硫化床压力仍然控制不住，而且阀门向下行程关闭时氢气流量减小（反作用气开式）跟踪较快，阀门向上行程开启时氢气流量增加比较缓慢，推断阀芯可能脱落。故障处理：对该阀进行接替检查发现阀杆的销钉脱落造成阀芯与阀杆脱节。分析销钉脱落原因是该阀经常在小开度工作，长期在差压较大的状态下运行，引起阀芯振动，导致销钉脱落。组织钳工重新铆销钉后恢复安装。并制定阀门更新改造方案，核算阀门的C v值，选择C v值更小的阀门，而且要求阀芯与阀杆连接方式适合此类工况。采用小流通能力阀门 (6) 汽提塔液位调节阀故障检修故障现象：液位调节阀LV-05017是气动薄膜调节阀，是合成氨装置汽提塔（05C003）上的回水阀。某日液位变送器LT-05017出现大幅度波动，它的大幅波动会使从05C003到一段炉的蒸汽带水，影响一段炉转化管的寿命。仪表人员迅速让主控人员切为手动，到现场观察后，发现阀位仍然波动，立即让工艺改为副线操作，确保了设备安全。故障分析：对该阀进行常规检查检查了调节阀的外观膜头密封性、气源压力、DCS信号都正常；对该阀校验投运后仍然波动，于是推断长期使用的阀门定位器反馈弹簧在一种状态下可能刚度疲劳不能恢复到原性能；更换大功率阀门定位器后没有发现阀位波动，但是主控显示液位仍然波动，且手动调节阀位有动作但起不到调节作用。推断此时的阀芯可能脱落。故障处理：对该阀进行解体检查：对该阀解体后发现阀杆从销钉处断裂造成阀芯脱落。分析论证后认为脱落的原因是该阀经常以小开度操作，长期在差压较大的状态下运行，引起阀芯振动，使阀杆的销钉孔处强度减弱，又有阀内介质冷凝水对该部位长期腐蚀导致断裂，造成阀芯脱落。在处理有关气动薄膜调节阀波动故障时，发现当调节系统切换到手动模式时，液位仍然波动；对阀位调节，阀杆有动作但不起调节作用。就可进一步判断为阀芯脱落问题。 (7)调节阀全开，但相应的流量仪表显示无量 故障现象：某装置在开车时，冷却水流量调节阀FcVl22在全开的情况下，孔板流量表FTl22仍指示为零。 故障分析： 从DCS操作面板上查看流量表的状态及接线方面没有故障信息。 到现场检查仪表的投用情况。仪表三阀组上的平衡阀已关，拧松表体负压室一端的表脐，有水流出且仪表读数增加，说明流量仪表已投用；将负压室表脐拧紧。 让室内操作员从DCS上将阀FCVl22由050100打开，室外调节阀动作正常，说明调节阀风线，电源线正常。 检查工艺管线。发现工艺管线上的副线阀未开，且仪表调节阀前后的手阀也未打开。 故障处