氣動薄膜三通調節(jié)閥的故障分析

氣動薄膜三通調節(jié)閥在純堿行業(yè)中應用極其普遍，與其它儀表配套使用，可實現生產過程中流量、液位、壓力、溫度等工藝參數與其它介質如液體、氣體、蒸汽等的自動調節(jié)和遠程控制。隨著企業(yè)自動化程度的逐步提高，集散控制系統（DCS）以及其它智能型儀表在自動化領域中的應用已越來越普遍，通過計算機的優(yōu)化控制，將使生產取得最大效益。而在優(yōu)化的同時也使控制系統的主要故障集中于調節(jié)系統的終端執(zhí)行裝置即調節(jié)閥上，調節(jié)閥在控制流體流量的工作過程中，接受控制操作信號，按控制規(guī)律實現對流量的調節(jié)。它的動作靈敏與否，直接關系著整個控制系統的質量。根據控制系統在純堿行業(yè)的應用統計，調節(jié)系統有 80% 左右的故障出自調節(jié)閥。因此，如何保證氣動薄膜調節(jié)閥在生產中的可靠、準確運行，是我們需要探討的一個很重要的問題。

1 現狀調查

某廠共有 237 臺氣動薄膜調節(jié)閥，特別是在核心崗位重堿車間使用尤為廣泛，其中碳化的三氣流量調節(jié)全部使用氣動薄膜調節(jié)閥。
在純堿生產過程中，由于氨鹽水有嚴重的腐蝕性，碳酸氫銨在攝氏 25℃ 以下易結晶的性質，使調節(jié)閥在運行中因閥體內壁結疤、結晶、結垢導致閥卡、不動作或動作遲鈍，使系統不能進行自動調節(jié)的現象比較普遍，占調節(jié)閥故障總數的 50%，給生產造成的影響較大；由調節(jié)閥填料老化、變硬導致閥動作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達15%；由于膜片損壞漏氣或硬芯碎裂導致閥不能調節(jié)的現象達 12%；由于定位器、減壓閥、執(zhí)行機構等腐蝕導致閥門故障的現象占 10%；其它原因導致調節(jié)閥故障的概率占 13%。

2 故障原因分析

根據多年來純堿生產現場使用的氣動薄膜調節(jié)閥的故障分析，可歸納出常見故障及其原因如下：

2.1 閥不動作

1. 因調節(jié)器故障，使調節(jié)閥無電信號。
2. 因氣源總管泄漏，使閥門定位器無氣源或氣源壓力不足。
3. 定位器波紋管漏氣，使定位器無氣源輸出。
4. 調節(jié)閥膜片損壞。
5. 由于定位器中放大器的恒節(jié)流孔堵塞、壓縮空氣含水并于放大器球閥處集積導致定位器有氣源但無輸出。
6. 由于下列問題使調節(jié)閥雖有信號、有氣源但閥仍不動作：
   • 閥芯與襯套或閥座卡死；
   • 閥芯脫落（銷子斷了）；
   • 閥桿彎曲或折斷；
   • 執(zhí)行機構故障：
   • 反作用式執(zhí)行機構密封圈漏氣；
   • 閥門內有異物阻滯。

2.2、閥的動作不穩(wěn)定

• 因過濾減壓閥故障，使氣源壓力經常變化。
• 定位器中放大器球閥受微粒或垃圾磨損，使球閥關不嚴，耗氣量特別增大時會產生輸出振蕩。
• 定位器中放大器的噴嘴擋板不平行，擋板蓋不住噴嘴。
• 輸出管線漏氣。
• 執(zhí)行機構剛性太小，流體壓力變化造成推力不足。
• 閥桿磨損力大。
• 管路振蕩或周圍有振源。

2.3、閥的動作遲鈍

1）閥桿往復行程時動作遲鈍：

• 閥體內有泥漿或粘性大的介質，使閥堵塞或結垢；
• 聚四氟乙烯填料變質硬化，或石墨石棉盤根的潤滑油已干燥。

2）閥桿單方向動作時動作遲鈍：

• 膜片泄漏和破損；
• 執(zhí)行機構中 O 形密封圈泄漏。

2.4、閥全閉時泄漏大

• 閥芯被腐蝕、磨損。
• 閥座外圈的螺紋被腐蝕。

2.5 閥達不到全閉位置

• 介質壓差很大，執(zhí)行機構剛性太小。
• 閥門內有異物。
• 襯套燒焦。

2.6、填料部分及閥體密封部分的滲漏

• 填料蓋沒壓緊、沒壓平。
• 用石墨石棉盤根處潤滑油干燥。
• 采用聚四氟乙烯作填料時，聚四氟乙烯老化變質。
• 密封墊被腐蝕。

3、建立閥的預檢修機制

在日常的生產過程中，對調節(jié)閥的維護僅局限于對閥的故障處理，很少進行定期調校與定期檢修，在企業(yè)的計量管理規(guī)程中對此也沒有嚴格要求，事實上，閥的故障源于若干不穩(wěn)定因素的積累，積累到一定程度就形成故障，因此，在閥的故障形成之前就把這些不穩(wěn)定因素排除在萌芽狀態(tài)，不僅可以延長閥的使用壽命，還可以避免因閥的故障給生產帶來的嚴重影響。這就需要建立閥的預檢修機制或者說是定期檢修機制。以重堿碳化崗位三氣流量調節(jié)閥為例，預檢修機制建立之前，由于純堿工藝介質存在易結晶、易結垢、結疤的特點，造成閥體可動部件阻力增大，導致執(zhí)行機構動作不靈活、呆滯，直至調節(jié)閥的閥芯與襯套或閥座卡死不能動作，問題發(fā)生后，一方面需要停塔對閥進行解體檢修，影響生產是不可避免的，一方面需要準備備品、備件，因臨時找不到備件采取應急措施的現象時有發(fā)生，致使故障不能徹底解決。建立預檢修機制以后，可以有充足的時間準備好備品、備件，并可根據閥的使用狀況對閥門進行全面的維護保養(yǎng)，從而提高閥的使用性能及使用壽命。

4、結語

通過預檢修機制的建立，不僅可以增加調節(jié)閥的使用壽命，減少調節(jié)閥故障，降低儀表故障率，還可對穩(wěn)定企業(yè)生產，降低成本，提高效益起到積極的促進作用，同時還可以優(yōu)化工藝操作，保證生產裝置的長周期穩(wěn)定運行。