气动调节阀产生故障与处理措施

气动调节阀产生故障与处理措施

丁向辉

河北白沙烟草有限责任公司石家庄卷烟厂

摘  要：本文简要分析了启动调节阀的分类、工作原理、作用方式、组成功能，重点从四个方面：调节阀不动作、调节阀卡堵、阀泄漏和调节阀噪音大，分析了气动调节阀常见的故障及处理措施。

关键词：气动调节阀；故障；处理措施

中图分类号：G72               文献标识码：A

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气动调节阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。

一、气动调节阀分类

气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

二、气动调节阀组成及功能

气动调节阀是一种直角回转结构，由V型阀体、气动执行机构、定位器及其他附件组成;有一个近似等百比的固有流量特性;采用双轴承结构，启动扭矩小，具有极好的灵敏度和感应速度;超强的剪切能力。适用于控制气体、蒸汽、液体等介质。

三、气动调节阀常见故障及处理

1、调节阀不动作

首先确认气源压力是否正常，查找气源故障。如果气源压力正常，则判断定位器或电/气转换器的放大器有无输出;若无输出，则放大器恒节流孔堵塞，或压缩空气中的水分聚积于放大器球阀处。用小细钢丝疏通恒节流孔，清除污物或清洁气源。

　　如果以上皆正常，有信号而无动作，则执行机构故障或阀杆弯曲，或阀芯卡死。遇此情况，必须卸开阀门进一步检查。

　2、调节阀卡堵

　　如果阀杆往复行程动作迟钝，则阀体内或有黏性大的物质，结焦堵塞或填料压得过紧，或聚四氟乙烯填料老化，阀杆弯曲划伤等。调节阀卡堵故障大多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从而使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，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。

　　遇到此类情况，可迅速开、关副线或调节阀，让赃物从副线或调节阀处被介质冲跑。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，即可解决问题。如果还是不能动作，则需要对控制阀做解体处理，当然，这一工作需要很强的专业技能，一定要在专业技术人员协助下完成，否则后果更为严重。

3、阀泄漏

　　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，下面分别加以分析。

（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，有些部位接触的松，有些部位接触的较紧，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，这个运动叫轴向运动。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。

　　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，注意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，因为它的气密性好、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，有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料密封的可靠性，使用寿命也有很大地提高。

（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可导致腐蚀的加强。而腐蚀介质的通过，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，随着时间的推移，导致阀芯、阀座不匹配，存在间隙，关不严而发生泄漏。

　　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。

（4）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，稳定性变差，严重时产生振荡。

　　由于产生振荡的原因是多方面的，要具体问题具体分析。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C值过大，必须重新选型，选择流通能力C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所产生的振荡。

4、调节阀噪音大

　　当流体流经调节阀，如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象，使流体产生噪声。流通能力值选大了，必须重新选择流通能力值合适的调节阀，以克服调节阀工作在小开度而引起的噪音，下面介绍几种消除噪音的方法。

（1）消除共振噪音法

　　只有调节阀共振时，才有能量叠加而产生100多分贝的强烈噪音。有的表现为振动强烈，噪音不大，有的振动弱，而噪音却非常大;有的振动和噪音都较大。这种噪音产生一种单音调的声音，其频率一般为3000～7000赫兹。显然，消除共振，噪音自然随之消失。

（2）消除汽蚀噪音法

　　汽蚀是主要的流体动力噪音源。空化时，汽泡破裂产生高速冲击，使其局部产生强烈湍流，产生汽蚀噪音。这种噪音具有较宽的频率范围，产生格格声，与流体中含有砂石发出的声音相似。消除和减小汽蚀是消除和减小噪音的有效办法。

（3）使用厚壁管线法

　　采用厚壁管是声路处理办法之一。使用薄壁可使噪音增加5分贝，采用厚壁管可使噪音降低0～20分贝。同一管径壁越厚，同一壁厚管径越大，降低噪音效果越好。如DN200管道，其壁厚分别为6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm时，可降低噪音分别为-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分贝。当然，壁越厚所付出的成本就越高。

　还可以采用吸音材料法、串联消音器法本法、隔音箱法、串联节流法。尤其选用低噪音阀方法，根据流体通过阀芯、阀座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步减速，以避免在流路里的任意一点产生超音速。有多种形式，多种结构的低噪音阀(有为专门系统设计的)供使用时选用。当噪音不是很大时，选用低噪音套筒阀，可降低噪音10～20分贝，这是最经济的低噪音阀。

参考文献：

[1] 张利平主编. 气动阀原理、使用与维护[M]. 化学工业出版社， 2021.12

[2] 中国标准化委员会. 气动调节阀. [M]. 中国标准出版社， 2008.10

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