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氣動調(diào)節(jié)閥的安裝與故障原因分析

發(fā)布于:2019/8/22 9:24:02 點擊量:178

    在自動化程度較高的化工控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)閥作為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置,接受控制信號實現(xiàn)對化工流程的調(diào)節(jié),它的動作穩(wěn)定性直接關(guān)系著調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。

    1 調(diào)節(jié)閥的選型與安裝

    1.1 調(diào)節(jié)閥選型

    項目設(shè)計時需根據(jù)使用場合的重要性合理選擇調(diào)節(jié)閥廠商,向調(diào)節(jié)閥廠商提供準確的工藝參數(shù),如介質(zhì)、溫度、壓力、閥前后壓差、流量特性、管道口徑、作用方式等。根據(jù)已知的流體條件,計算出必要的KV值,選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑,在安裝中,連接調(diào)節(jié)閥的管道可以使用大小頭做縮徑、擴徑處理。

    1.2 調(diào)節(jié)閥安裝

    首先,調(diào)節(jié)閥的安裝應(yīng)遵循國家有關(guān)標準,按照設(shè)計圖紙和設(shè)計文件的規(guī)定嚴格執(zhí)行,并確保調(diào)節(jié)閥的安全性。

    1.2.1 安裝旁路閥與放泄閥

    調(diào)節(jié)閥在使用過程中難免會出現(xiàn)些問題,為能及時處理調(diào)節(jié)閥故障隱患,在工藝管路上一定要增加旁路閥與前后截止閥,以便能將調(diào)節(jié)閥從工藝系統(tǒng)中切除處理。而在切斷管路時管內(nèi)不可避免的積有帶壓流體,因此必須在調(diào)節(jié)閥前后裝設(shè)放泄閥,如圖1。

圖1 調(diào)節(jié)閥組示意圖

    1.2.2 安裝調(diào)節(jié)閥的注意事項

    (1)調(diào)節(jié)閥的安裝位置應(yīng)滿足工藝流程設(shè)計的要求,并應(yīng)盡可能靠近控制系統(tǒng)中的一次測量元件,以提高調(diào)節(jié)閥的控制精度;

    (2)調(diào)節(jié)閥應(yīng)布置在地面或平臺上,定位器應(yīng)朝向過道,便于操作和維修;

    (3)調(diào)節(jié)閥應(yīng)正立垂直安裝于水平管道上,特殊情況下方可傾斜安裝,但須加支撐;

    (4)調(diào)節(jié)閥組在安裝時應(yīng)充分考慮拆裝方便,防止安裝以后無法拆卸;

    (5)介質(zhì)中含有固體顆粒的管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)與旁路閥布置在同一個平面上或?qū)⑴月烽y布置在調(diào)節(jié)閥的下方;

    (6)調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于60℃,不低于-40℃的地方,并遠離振動源。

    2 調(diào)節(jié)閥故障原因分析處理及實例

    下面總結(jié)分析影響調(diào)節(jié)閥安全運行的因素及其對策,以及金赤公司已出現(xiàn)故障并處理的部分調(diào)節(jié)閥實例。

    2.1 卡堵

    調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)的問題是卡堵,常出現(xiàn)在新系統(tǒng)投運和大修投運初期,由于管道內(nèi)焊渣、鐵銹等在節(jié)流口、導(dǎo)向部位造成堵塞使介質(zhì)流通不暢。一般故障處理:可迅速開、關(guān)副線或調(diào)節(jié)閥,讓臟物從副線或調(diào)節(jié)閥處被介質(zhì)沖跑。另一辦法用管鉗夾緊閥桿,在外加信號壓力情況下,正反用力旋動閥桿,讓閥芯閃過卡處。若不能湊效則增加氣源壓力增加驅(qū)動功率反復(fù)上下移動幾次,即可解決問題。如若仍不動作,則需解體處理。

    金赤公司新投運的系統(tǒng),出現(xiàn)過很多類似現(xiàn)象,最典型的就是CASEL軌道球閥卡塞開不到位,增加氣源壓力到0.6MPa也沒有完全打開,最終解體檢修發(fā)現(xiàn)閥門軌道桿已被磨損得很粗糙,打磨光滑后,正常投入使用。

    2.2 閥門定位器故障

    隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代,機械式定位器逐漸被淘汰,現(xiàn)在的調(diào)節(jié)閥基本采用智能閥門定位器。公司新型煤化工項目,調(diào)節(jié)閥基本全部采用智能定位器,使用最多的是西門子PS2系列、FisherDVC2000系列、DVC6000系列等。

    在使用過程中發(fā)現(xiàn),智能定位器雖然方便易用,但是電子集成度太高,雖為模塊化設(shè)計,但是單獨采購某一模塊的價格和一個定位器價格差不多,還不如整體更換,普通儀修人員基本沒有維修的可能。因此在安裝與使用過程中必須注意避震、防止太陽直射造成溫度過高燒壞電子元件,儀表空氣必須潔凈,以保證定位器能穩(wěn)定、長期正常使用。

    2.3 閥芯、閥座變形泄漏

    閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加劇。而腐蝕介質(zhì)的通過,流體介質(zhì)的沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在。當腐蝕性介質(zhì)在通過調(diào)節(jié)閥時,便會產(chǎn)生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著時間的推移,導(dǎo)致閥芯、閥座不貼合,存在間隙,關(guān)不嚴發(fā)生泄漏。

    解決方法:關(guān)鍵把好閥芯、閥座的材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料,對麻點、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重,可經(jīng)過細砂紙研磨,消除痕跡,提高密封光潔度,以提高密封性能。若損壞嚴重,則應(yīng)更換新閥。

    金赤公司使用的DAFRAM球閥在使用過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏嚴重,導(dǎo)致合成系統(tǒng)在臨時停車時保不住壓力,對生產(chǎn)系統(tǒng)損失很大。圖2為DAFRAM球閥結(jié)構(gòu)圖,硬密封球閥是雙向密封,只要閥芯閥座接觸良好就應(yīng)該密封的很好,初步分析為圖2圓圈中所示的505彈簧部件失效,造成閥座不能與閥芯緊密貼合而泄漏。


圖2 DAFRAM球閥結(jié)構(gòu)圖

    拆卸開以后發(fā)現(xiàn),管道有銹蝕現(xiàn)象,閥座直接卡死,將閥座取出后,銹蝕還是很嚴重的(見圖3),隨后對銹蝕部分進行打磨清洗。

圖3 DAFRAM球閥銹蝕情況

    處理完成后裝回閥座,閥座明顯凸出,用力按下后會自動彈出,說明彈簧恢復(fù)作用,回裝以后,正常運行至今無問題。分析原因為初期管道酸洗后未清洗干凈,造成閥座處結(jié)垢銹蝕后卡死閥座所致。

    圖4為Fisher籠式調(diào)節(jié)閥的套筒,可以看出套筒上的小孔已經(jīng)沖穿,調(diào)節(jié)閥此時已經(jīng)基本沒有調(diào)節(jié)流量的能力。在拆卸這個調(diào)節(jié)閥時,套筒小孔里有很多焊渣堵卡在里面,造成部分小孔不能流通,部分小孔又因流量太大造成不可修復(fù)的沖蝕,因此這個調(diào)節(jié)閥只能對閥內(nèi)件進行整體更換。我們在使用籠式調(diào)節(jié)閥時,一定要提高介質(zhì)的潔凈度,以延長調(diào)節(jié)閥的使用壽命。

圖4 Fisher籠式調(diào)節(jié)閥的套筒

    2.4 泄漏

    2.4.1 閥內(nèi)漏

    閥桿長短不適。氣開閥,閥桿太長閥桿向上的(或向下)的距離不夠,造成閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導(dǎo)致關(guān)不嚴而內(nèi)漏。同樣氣關(guān)閥閥桿太短,導(dǎo)致閥芯和閥座之間有空隙,不能充分接觸,導(dǎo)致關(guān)不嚴而內(nèi)漏。

    解決辦法:縮短(或延長)調(diào)節(jié)閥閥桿使其長度合適,不再內(nèi)漏。

    2.4.2 填料泄漏

    填料裝入填料函以后,經(jīng)壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性,使其產(chǎn)生徑向力,并與閥桿緊密接觸,但這種接觸并不是非常均勻的。有些部位接觸的松,有些部位接觸的緊,甚至有些部位沒有接觸上。在使用過程中,隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質(zhì)的影響,調(diào)節(jié)閥填料函也是發(fā)生泄漏現(xiàn)象較多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,對于用紡織品材質(zhì)制作的填料還會出現(xiàn)滲漏(壓力介質(zhì)沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏)。閥桿與填料間的界面泄漏是由于填料性能因長時間在壓力環(huán)境下而逐漸衰減,填料自身老化等原因引起的,這時壓力介質(zhì)就會沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏。

    解決對策:為使填料裝入方便,在填料函頂端倒角,在填料函底部放置耐沖蝕的間隙較小的金屬保護環(huán)(與填料的接觸面不能為斜面),以防止填料被介質(zhì)壓力推出。填料函各部與填料接觸部分的金屬表面要精加工,以提高表面光潔度,減少填料磨損。填料選用柔性石墨,因其具有氣密性好,摩擦力小,長期使用后變化小,維修容易,壓蓋螺栓重新擰緊后摩擦力不發(fā)生變化,耐壓性和耐熱性良好,不受內(nèi)部介質(zhì)的侵蝕,與閥桿和填料函內(nèi)部接觸的金屬不發(fā)生點蝕或腐蝕。這樣,有效地保護了閥桿填料函的密封,保證了填料密封的可靠性和長期性。

    3 結(jié)束語

    應(yīng)認真對待調(diào)節(jié)閥的選型與安裝,在使用過程中對調(diào)節(jié)閥故障原因準確分析,采取適當?shù)奶幚怼⒏倪M辦法,將大大提高調(diào)節(jié)閥的利用率,降低儀表故障率,對生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的提高以及能源消耗的降低都有著重要作用,可有效提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量,從而確保生產(chǎn)裝置長周期運行。



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