氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥的故障分析

氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥在純堿行業(yè)中應(yīng)用極其普遍，與其它儀表配套使用，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中流量、液位、壓力、溫度等工藝參數(shù)與其它介質(zhì)如液體、氣體、蒸汽等的自動(dòng)調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。隨著企業(yè)自動(dòng)化程度的逐步提高，集散控制系統(tǒng)（DCS）以及其它智能型儀表在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用已越來越普遍，通過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化控制，將使生產(chǎn)取得最大效益。而在優(yōu)化的同時(shí)也使控制系統(tǒng)的主要故障集中于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置即調(diào)節(jié)閥上，調(diào)節(jié)閥在控制流體流量的工作過程中，接受控制操作信號(hào)，按控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的調(diào)節(jié)。它的動(dòng)作靈敏與否，直接關(guān)系著整個(gè)控制系統(tǒng)的質(zhì)量。根據(jù)控制系統(tǒng)在純堿行業(yè)的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)有 80% 左右的故障出自調(diào)節(jié)閥。因此，如何保證氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在生產(chǎn)中的可靠、準(zhǔn)確運(yùn)行，是我們需要探討的一個(gè)很重要的問題。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

某廠共有 237 臺(tái)氣動(dòng)薄膜調(diào)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(diào)節(jié)全部使用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。
在純堿生產(chǎn)過程中，由于氨鹽水有嚴(yán)重的腐蝕性，碳酸氫銨在攝氏 25℃ 以下易結(jié)晶的性質(zhì)，使調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中因閥體內(nèi)壁結(jié)疤、結(jié)晶、結(jié)垢導(dǎo)致閥卡、不動(dòng)作或動(dòng)作遲鈍，使系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的現(xiàn)象比較普遍，占調(diào)節(jié)閥故障總數(shù)的 50%，給生產(chǎn)造成的影響較大；由調(diào)節(jié)閥填料老化、變硬導(dǎo)致閥動(dòng)作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達(dá)15%；由于膜片損壞漏氣或硬芯碎裂導(dǎo)致閥不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象達(dá) 12%；由于定位器、減壓閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等腐蝕導(dǎo)致閥門故障的現(xiàn)象占 10%；其它原因?qū)е抡{(diào)節(jié)閥故障的概率占 13%。

2 故障原因分析

根據(jù)多年來純堿生產(chǎn)現(xiàn)場使用的氣動(dòng)薄膜調(diào)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(dòng)作

1. 因調(diào)節(jié)器故障，使調(diào)節(jié)閥無電信號(hào)。
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(diào)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(dǎo)致定位器有氣源但無輸出。
6. 由于下列問題使調(diào)節(jié)閥雖有信號(hào)、有氣源但閥仍不動(dòng)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(jī)構(gòu)故障：
   • 反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)密封圈漏氣；
   • 閥門內(nèi)有異物阻滯。

2.2、閥的動(dòng)作不穩(wěn)定

• 因過濾減壓閥故障，使氣源壓力經(jīng)常變化。
• 定位器中放大器球閥受微粒或垃圾磨損，使球閥關(guān)不嚴(yán)，耗氣量特別增大時(shí)會(huì)產(chǎn)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(jī)構(gòu)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(dòng)作遲鈍

1）閥桿往復(fù)行程時(shí)動(dòng)作遲鈍：

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

2）閥桿單方向動(dòng)作時(shí)動(dòng)作遲鈍：

• 膜片泄漏和破損；
• 執(zhí)行機(jī)構(gòu)中 O 形密封圈泄漏。

2.4、閥全閉時(shí)泄漏大

• 閥芯被腐蝕、磨損。
• 閥座外圈的螺紋被腐蝕。

2.5 閥達(dá)不到全閉位置

• 介質(zhì)壓差很大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性太小。
• 閥門內(nèi)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(shí)，聚四氟乙烯老化變質(zhì)。
• 密封墊被腐蝕。

3、建立閥的預(yù)檢修機(jī)制

在日常的生產(chǎn)過程中，對(duì)調(diào)節(jié)閥的維護(hù)僅局限于對(duì)閥的故障處理，很少進(jìn)行定期調(diào)校與定期檢修，在企業(yè)的計(jì)量管理規(guī)程中對(duì)此也沒有嚴(yán)格要求，事實(shí)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(chǎn)帶來的嚴(yán)重影響。這就需要建立閥的預(yù)檢修機(jī)制或者說是定期檢修機(jī)制。以重堿碳化崗位三氣流量調(diào)節(jié)閥為例，預(yù)檢修機(jī)制建立之前，由于純堿工藝介質(zhì)存在易結(jié)晶、易結(jié)垢、結(jié)疤的特點(diǎn)，造成閥體可動(dòng)部件阻力增大，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作不靈活、呆滯，直至調(diào)節(jié)閥的閥芯與襯套或閥座卡死不能動(dòng)作，問題發(fā)生后，一方面需要停塔對(duì)閥進(jìn)行解體檢修，影響生產(chǎn)是不可避免的，一方面需要準(zhǔn)備備品、備件，因臨時(shí)找不到備件采取應(yīng)急措施的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，致使故障不能徹底解決。建立預(yù)檢修機(jī)制以后，可以有充足的時(shí)間準(zhǔn)備好備品、備件，并可根據(jù)閥的使用狀況對(duì)閥門進(jìn)行全面的維護(hù)保養(yǎng)，從而提高閥的使用性能及使用壽命。

4、結(jié)語

通過預(yù)檢修機(jī)制的建立，不僅可以增加調(diào)節(jié)閥的使用壽命，減少調(diào)節(jié)閥故障，降低儀表故障率，還可對(duì)穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)，降低成本，提高效益起到積極的促進(jìn)作用，同時(shí)還可以優(yōu)化工藝操作，保證生產(chǎn)裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。