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氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥安裝檢修工業(yè)自動化程度的不斷提高,調(diào)節(jié)閥作為自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終執(zhí)行機構(gòu),得到越來越廣泛的應(yīng)用,調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞直接關(guān)系著生產(chǎn)的質(zhì)量與安全。因此,本人結(jié)合長期從事自控系統(tǒng)的設(shè)計,儀表造型及安裝、調(diào)試及維護的經(jīng)驗,談一談薄膜調(diào)節(jié)閥應(yīng)用。氣動調(diào)節(jié)閥是指由氣動執(zhí)行機構(gòu)與閥組成的各類氣動調(diào)節(jié)閥。它是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執(zhí)行器,并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動閥門,實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié),接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的:流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。因為其結(jié)構(gòu)的特點,所以在進行壓力試驗的時候既要對閥門部分進行壓力試驗,同時也要對執(zhí)行器部分進行壓力試驗。
一、氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥安裝檢修氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的選型
1、根據(jù)使用要求選型
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥由閥芯和閥體(包括閥座)兩部分組成,按不同的使用要求有不同的結(jié)構(gòu)形式,目前河南穎青化工有限公司使用的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要有直通單座調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥和高壓角式調(diào)節(jié)閥。直通單座閥泄漏量小,流體對單座閥芯的推力所形成的不平衡力很大,因此直通單座閥適用于要求泄漏量小、管徑小和閥前后壓差較低的場合。直通雙座調(diào)節(jié)閥閥體內(nèi)有上下兩個閥芯,由于流體作用于上下閥芯的推力方向相反而大致抵消;所以雙座閥的不平衡力很小,允許閥前后有較大的壓差。但由于閥體內(nèi)流路復(fù)雜,用于高壓差時對閥體的沖蝕損傷較嚴重,不宜用于高粘度、含懸浮顆?;蚝w維的介質(zhì)。此外由于受加工條件的限制,雙座閥上下兩個閥芯不易同時關(guān)嚴,所以關(guān)閉時泄漏量大,尤其是在高溫或低溫的場合下使用時,因材料的熱膨脹系數(shù)不同,更易引起嚴重的泄漏。角式高壓調(diào)節(jié)閥閥體為直角式,流路簡單、阻力小,受高速流體的沖蝕也小,特別適用于高壓差、高粘度和含懸浮物顆粒狀物質(zhì)的流體,也可用于處理汽液混相,易閃蒸汽蝕的場合。這種閥體可以避免結(jié)焦、粘結(jié)和堵塞,便于清潔和自凈。
2、根據(jù)安全性選型
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥有氣開閥和氣閉閥兩種形式。根據(jù)不同生產(chǎn)工藝上的安全和使用要求考慮,當(dāng)信號壓力中斷時調(diào)節(jié)閥處于打開或關(guān)閉位置,對工藝生產(chǎn)造成的危害性大小而定。如果調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置時危害小,則選用氣開閥,信號壓力中斷時,使調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置,反之,則選用氣閉閥。
3、流量特性
在自控系統(tǒng)的設(shè)計過程中選擇氣動薄膜調(diào)節(jié)閥應(yīng)著重考慮流量特性。典型的理想特性有直線流量特性、等百分比流量特性(對數(shù)流量特性)、快開流量特性和拋物線流量特性四種。直線流量特性在相對開度變化相同的情況下,流量小時流量相對變化值大;流量大時,流量相對變化值小。因此,直線流量調(diào)節(jié)閥在小開度(小負荷)情況下調(diào)節(jié)性能不好,不易控制,往往會產(chǎn)生振蕩,故直線流量特性調(diào)節(jié)閥不宜用于小開度的情況,也不宜用于負荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng),而適用于負荷比較平穩(wěn),變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥在小負荷時調(diào)節(jié)作用弱,大負荷調(diào)節(jié)作用強,它在接近關(guān)閉時調(diào)節(jié)作用弱,工作和緩平穩(wěn),而接近全開時調(diào)節(jié)作用強,工作靈敏有效,在一定程度上,可以改善調(diào)節(jié)品質(zhì),因此它適用于負荷變化較大的場合,無論在全負荷生產(chǎn)和半負荷生產(chǎn)都較好的起調(diào)節(jié)作用。
4、調(diào)節(jié)閥口徑的選擇
應(yīng)根據(jù)已知的流體計算出所要求的流量系數(shù)CV,再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。在計算CV時要注意液體、氣體、水蒸氣和其它蒸氣的區(qū)別。
二、氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥安裝檢修的安裝
調(diào)節(jié)閥安裝是否合理,不僅關(guān)系到調(diào)節(jié)閥的安裝、拆卸和維修方便與否,也決定了調(diào)節(jié)閥能否在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起到良好的調(diào)節(jié)作用,安裝調(diào)節(jié)閥時應(yīng)注意以下幾點:
① 調(diào)節(jié)閥應(yīng)垂直安裝在水平管道上,如在特殊情況下需要水平和傾斜安裝時,一般要加支撐。
② 為了防止調(diào)節(jié)閥膜片老化,延長使用壽命,安裝時應(yīng)盡量遠離高溫、振動和腐蝕嚴重的環(huán)境。
③ 為了便于維護檢修,調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方,為了檢修拆卸方便,應(yīng)注意調(diào)節(jié)閥距離地面(或樓板)留有適當(dāng)?shù)母叨?,對于正作用氣開式調(diào)節(jié)閥,因閥芯拆卸時需從閥體下面取出,調(diào)節(jié)器閥距地面(或樓板)更應(yīng)有足夠的距離。
④ 為了調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時不致影響生產(chǎn)和發(fā)生安全事故,一般都需要安裝旁路和旁路閥。但旁路閥不能安裝在調(diào)節(jié)閥的正上方,以免旁路閥內(nèi)腐蝕性介質(zhì)泄漏到調(diào)節(jié)閥上。調(diào)節(jié)閥前、后安裝截止閥,對于高溫、高壓、高壓、易凍、易粘稠介質(zhì),還要安裝排泄閥。
三、氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥安裝檢修的檢修
① 閥體內(nèi)壁。對使用于高壓差及有腐蝕性介質(zhì)場合的閥體內(nèi)壁易受介質(zhì)沖擊和腐蝕,必須重點檢查耐壓、耐腐蝕的情況。
② 閥座。檢查閥座的磨損清況以及固定閥座用的螺紋內(nèi)表面,是否因受腐蝕而使閥座松馳。
③ 閥芯。閥芯是調(diào)節(jié)閥工作時的可動部件,受介質(zhì)沖蝕嚴重,特別是在高壓情況下工作,閥芯因汽蝕現(xiàn)象磨損更為嚴重檢修時需認真檢查。
④ 膜片及“0”形密封圈。檢查是否有老化和裂損等情況。
⑤ 填料。檢查填料配合情況,填料是否老化。
四、氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥安裝檢修的常見故障
1、調(diào)節(jié)閥不動作
原因:沒有信號壓力或雖有信號壓力但膜片裂損、膜片漏氣,膜片推力減小;閥芯與閥座或襯套卡死,閥桿彎曲等原因使調(diào)節(jié)閥不能動作。
2、調(diào)節(jié)閥動作正常,但不起調(diào)節(jié)作用
原因:閥芯脫落,此時,雖然閥桿動作正常,但閥芯不動,因此無調(diào)節(jié)作用。另外管道堵塞,也會出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥不起調(diào)節(jié)作用的現(xiàn)象。
3、調(diào)節(jié)閥不穩(wěn)定或產(chǎn)生振蕩
調(diào)節(jié)閥徑選擇過大。經(jīng)常在小開度下工作或單座閥介質(zhì)在閥內(nèi)流動方向與關(guān)閉方向相同。在閥芯與補套嚴重磨損,也可使調(diào)節(jié)閥在任何開度都發(fā)生振蕩。
4、調(diào)節(jié)閥泄漏量大
閥芯與閥座腐蝕、磨損而造成,有時也可能因閥體內(nèi)有異物、閥芯被墊住關(guān)不嚴,造成泄漏量大。另外,閥門定位器和電器轉(zhuǎn)換期是調(diào)節(jié)閥的輔助裝置,它們接受調(diào)節(jié)器的輸人信號,然后以它自己輸出信號去控制調(diào)節(jié)閥,特別是閥門定位器,與氣動閥配套使用構(gòu)成一閉環(huán)控制回路,用以提高調(diào)節(jié)閥控制精度??朔盍虾c閥桿的摩擦力,提高閥門動作速度,可實現(xiàn)分段控制(段幅信號)改變調(diào)節(jié)閥的流量特性。因此,要想取得理想的調(diào)節(jié)效果,必須使調(diào)節(jié)閥與定位器配合好,應(yīng)用閥門定位器以提高調(diào)節(jié)閥的定位精度及工作可靠性,確保調(diào)節(jié)質(zhì)量。
5、調(diào)節(jié)閥動作遲鈍或跳動
由于密封填料老化或干枯,使閥桿與填料的摩擦增大會造成動作遲鈍或跳動;或因閥體內(nèi)含有粘性大的污物以及堵塞、結(jié)焦等情況而引起調(diào)節(jié)閥動作遲鈍。膜片及“0”形密封圈等處泄漏也會引起單方向動作遲鈍。
對氣動調(diào)節(jié)閥進行大量的壓力試驗以及對試驗記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析,發(fā)現(xiàn)有近50%的調(diào)節(jié)閥存在一定的質(zhì)量問題。問題主要集中在泄漏量超標、行程超差、閥門強度不合格這三個方面。氣動調(diào)節(jié)閥的泄露量試驗選用清潔水做為試驗介質(zhì),試驗壓力為0.35MPa,若閥的允許壓差小于0.35MPa時應(yīng)該為設(shè)計文件規(guī)定值。試驗時,氣開式調(diào)節(jié)閥的氣動信號壓力應(yīng)為零;氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥的信號壓力宜為輸入信號的上限值加20kPa;切斷型調(diào)節(jié)閥的信號壓力應(yīng)為設(shè)計文件規(guī)定值。當(dāng)試驗壓力為閥的大工作壓差時,執(zhí)行機構(gòu)的信號壓力應(yīng)為設(shè)計文件規(guī)定值。
在使用氣動調(diào)節(jié)閥前,對其進行壓力試驗是非常有必要的一項工作。通過氣密性試驗、執(zhí)行器耐壓強度試驗、閥殼體強度試驗和密封試驗,不但可以確認調(diào)節(jié)閥的性能及質(zhì)量,同時也為日后在實際的生產(chǎn)過程中能夠正常的工作,發(fā)揮其作用,確保企業(yè)生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)奠定了一個堅實的基礎(chǔ)。
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