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气动调节阀的安装与故障原因分析

发布时间:2019-08-22 浏览量:35

    在自动化程度较高的化工控制系统,调节阀作为自动调节系统的终端执行装置,接受控制信号实现对化工流程的调节,它的动作稳定性直接关系着调节系统的质量。

    1 调节阀的选型与安装

    1.1 调节阀选型

    项目设计时需根据使用场合的重要性合理选择调节阀厂商,向调节阀厂商提供准确的工艺参数,如介质、温度、压力、阀前后压差、流量特性、管道口径、作用方式等。根据已知的流体条件,计算出必要的KV值,选取合适的调节阀口径,在安装中,连接调节阀的管道可以使用大小头做缩径、扩径处理。

    1.2 调节阀安装

    首先,调节阀的安装应遵循国家有关标准,按照设计图纸和设计文件的规定严格执行,并确保调节阀的安全性。

    1.2.1 安装旁路阀与放泄阀

    调节阀在使用过程中难免会出现些问题,为能及时处理调节阀故障隐患,在工艺管路上一定要增加旁路阀与前后截止阀,以便能将调节阀从工艺系统中切除处理。而在切断管路时管内不可避免的积有带压流体,因此必须在调节阀前后装设放泄阀,如图1。

图1 调节阀组示意图

    1.2.2 安装调节阀的注意事项

    (1)调节阀的安装位置应满足工艺流程设计的要求,并应尽可能靠近控制系统中的一次测量元件,以提高调节阀的控制精度;

    (2)调节阀应布置在地面或平台上,定位器应朝向过道,便于操作和维修;

    (3)调节阀应正立垂直安装于水平管道上,特殊情况下方可倾斜安装,但须加支撑;

    (4)调节阀组在安装时应充分考虑拆装方便,防止安装以后无法拆卸;

    (5)介质中含有固体颗粒的管道上的调节阀应与旁路阀布置在同一个平面上或将旁路阀布置在调节阀的下方;

    (6)调节阀应安装在环境温度不高于60℃,不低于-40℃的地方,并远离振动源。

    2 调节阀故障原因分析处理及实例

    下面总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策,以及金赤公司已出现故障并处理的部分调节阀实例。

    2.1 卡堵

    调节阀经常出现的问题是卡堵,常出现在新系统投运和大修投运初期,由于管道内焊渣、铁锈等在节流口、导向部位造成堵塞使介质流通不畅。一般故障处理:可迅速开、关副线或调节阀,让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑。另一办法用管钳夹紧阀杆,在外加信号压力情况下,正反用力旋动阀杆,让阀芯闪过卡处。若不能凑效则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。如若仍不动作,则需解体处理。

    金赤公司新投运的系统,出现过很多类似现象,最典型的就是CASEL轨道球阀卡塞开不到位,增加气源压力到0.6MPa也没有完全打开,最终解体检修发现阀门轨道杆已被磨损得很粗糙,打磨光滑后,正常投入使用。

    2.2 阀门定位器故障

    随着产品的更新换代,机械式定位器逐渐被淘汰,现在的调节阀基本采用智能阀门定位器。公司新型煤化工项目,调节阀基本全部采用智能定位器,使用最多的是西门子PS2系列、FisherDVC2000系列、DVC6000系列等。

    在使用过程中发现,智能定位器虽然方便易用,但是电子集成度太高,虽为模块化设计,但是单独采购某一模块的价格和一个定位器价格差不多,还不如整体更换,普通仪修人员基本没有维修的可能。因此在安装与使用过程中必须注意避震、防止太阳直射造成温度过高烧坏电子元件,仪表空气必须洁净,以保证定位器能稳定、长期正常使用。

    2.3 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剧。而腐蚀介质的通过,流体介质的冲刷也可造成调节阀的泄漏。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、阀座不贴合,存在间隙,关不严发生泄漏。

    解决方法:关键把好阀芯、阀座的材质的选型关、质量关。选择耐腐蚀材料,对麻点、沙眼等缺陷的产品坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重,可经过细砂纸研磨,消除痕迹,提高密封光洁度,以提高密封性能。若损坏严重,则应更换新阀。

    金赤公司使用的DAFRAM球阀在使用过程中发现内漏严重,导致合成系统在临时停车时保不住压力,对生产系统损失很大。图2为DAFRAM球阀结构图,硬密封球阀是双向密封,只要阀芯阀座接触良好就应该密封的很好,初步分析为图2圆圈中所示的505弹簧部件失效,造成阀座不能与阀芯紧密贴合而泄漏。

图2 DAFRAM球阀结构图

    拆卸开以后发现,管道有锈蚀现象,阀座直接卡死,将阀座取出后,锈蚀还是很严重的(见图3),随后对锈蚀部分进行打磨清洗。

图3 DAFRAM球阀锈蚀情况

    处理完成后装回阀座,阀座明显凸出,用力按下后会自动弹出,说明弹簧恢复作用,回装以后,正常运行至今无问题。分析原因为初期管道酸洗后未清洗干净,造成阀座处结垢锈蚀后卡死阀座所致。

    图4为Fisher笼式调节阀的套筒,可以看出套筒上的小孔已经冲穿,调节阀此时已经基本没有调节流量的能力。在拆卸这个调节阀时,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复的冲蚀,因此这个调节阀只能对阀内件进行整体更换。我们在使用笼式调节阀时,一定要提高介质的洁净度,以延长调节阀的使用寿命。

图4 Fisher笼式调节阀的套筒

    2.4 泄漏

    2.4.1 阀内漏

    阀杆长短不适。气开阀,阀杆太长阀杆向上的(或向下)的距离不够,造成阀芯和阀座之间有空隙,不能充分接触,导致关不严而内漏。同样气关阀阀杆太短,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。

    解决办法:缩短(或延长)调节阀阀杆使其长度合适,不再内漏。

    2.4.2 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,使其产生径向力,并与阀杆紧密接触,但这种接触并不是非常均匀的。有些部位接触的松,有些部位接触的紧,甚至有些部位没有接触上。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,对于用纺织品材质制作的填料还会出现渗漏(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性能因长时间在压力环境下而逐渐衰减,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。

    解决对策:为使填料装入方便,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(与填料的接触面不能为斜面),以防止填料被介质压力推出。填料函各部与填料接触部分的金属表面要精加工,以提高表面光洁度,减少填料磨损。填料选用柔性石墨,因其具有气密性好,摩擦力小,长期使用后变化小,维修容易,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和长期性。

    3 结束语

    应认真对待调节阀的选型与安装,在使用过程中对调节阀故障原因准确分析,采取适当的处理、改进办法,将大大提高调节阀的利用率,降低仪表故障率,对生产效率和经济效益的提高以及能源消耗的降低都有着重要作用,可有效提高调节系统的质量,从而确保生产装置长周期运行。



本文链接:http://www.maibengfa.cn/news/detail/20190822093926.html



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