气动调节阀的维护及故障处理

李 伟，张建斌，杨玲玲

（1.合肥通用机械研究院有限公司，安徽合肥 230031；2.合肥通用机电产品检测院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

空气压缩是气动调节阀工作的关键动力，气动调节阀结构十分简单，作业性能颇为稳定，可操作性强大。在工业化快速发展的背景下，工业生产自动化水平也有所提高，越来越多的工业自动化领域普遍应用气动调节阀，在化工生产和电力过程中气动调节阀的应用率最高。气动调节阀在压缩空气后会产生动力，对阀门定位器进行调节。调节阀的主要功能就是依靠接收控制信号，依据信号的规律对管道中的介质流通进行流量控制、压力控制和温度控制等。因此，气动调节阀的灵敏度影响自动化控制系统，灵敏速度快，自动化控制系统质量就好，反之亦然。气动调节阀直接接触工艺管道，常处于高温、高压和腐蚀等恶劣环境下，如果不能做好保障措施，会对企业带来消极影响。在工业自动化系统控制中，需要分析气动调节阀的故障，根据实际故障作出可行性解决方案。

1 气动调节阀概述

气动调节阀主要指应用转换器、电磁阀和保位阀等关键器件，使用气缸控制阀门，实现比例式调节，及时接收控制信号，调节管道介质中的温度、流量和压力等参数。气动调节阀反应速度十分灵敏，在应用过程中可以不采用额外的防爆措施，具有超高的安全指数。

2 气动调节阀工作原理

气动调节阀通过压缩空气能够产生动能，推动气缸运行，联合电气转化器、电磁阀门和保位阀门等主要附件，在共同作用下对工业管道的开合程度进行合理控制。工业生产需要有自动化控制系统进行保障，这个工业生产自动化控制系统主要就是通过传递信号来控制气动调节阀，从而对管道介质的重要参数进行动态管理。通过软件传递信号即可控制气动调节阀，气动调节阀对信号的接收度比较灵敏，同时也具有较高的安全性。当空气压力输送到一定的信号值后，气缸薄膜就会产生相应推力，从而压缩阀杆等，此时阀门就保留在一定的开度状态或闭合状态。

3 气动调节阀常见故障分析

3.1 调节阀不动作

发现气动调节阀不动作，首先应确认启动调节阀气源压力是否在正常运行。查找气源故障问题，如果气源压力处于平稳状态，那么就可以继续确认定位器或电气转换器的放大器是否处于正常输出状态。如果没有输出效果，则可以断定放大器恒节流孔堵塞，或压缩空气中的水分聚集于放大器球阀处。工作人员可以使用小钢丝球疏通恒节流孔，将截流口中的污物等清洁干净。如果上述状况都正常，有信号存在但依旧处于无动作状态，则应该在执行机构找出故障，需要卸开阀门进行仔细检查。

3.2 阀门动作迟缓

阀杆往复形成动作异常迟缓，可以考虑阀体内存在黏性超强的物质，导致结焦堵塞，甚至还有可能出现阀杆弯曲或被划伤。也不排除阀杆单向动作迟钝状况，这时就可以考虑气室或气路管是否存在漏气问题，经过反复检查才能够确认，之后需要立即修复。若阀杆还处于正常运作状态，则可以将阀杆往复移动，经过反复移动促进介质冲出阀内黏性较大的物质。此外还可以解体阀门，彻底清理阀内部，进而确认其是否存在老化现象。

3.3 调理阀振荡噪声大

调节阀流通能力受范围的约束，一旦选取值超出最大数值，就会为调节阀带来意外压力。超强压力很有可能降低调节阀的弹簧钢度，造成阀体振荡。有流体流通调节阀，前后压差无法保持在平稳状态，如果前后压差偏大，就会严重气蚀阀芯等内部零件，最终导致流体产生噪声。一般来说，钢度可以消除轻微的振动。若发现流通能力数值超出预期范围，就应该重新选择调节阀，将调节阀的流通能力值控制在合理范围，以便进一步改善调节阀工作开度不大时引起的振荡。

3.4 阀泄漏量大

当阀没有达到预期中的闭合位置时，受介质压差大的影响，执行机构输出力也不会充足，这也就会导致阀内存在异物。在阀内存在异物时，可以将阀杆上下进行移动。全闭阀出现大量泄漏，可能因为阀芯和阀座备受腐蚀，出现松动现象。

3.5 填料与连接处泄漏

受填料塑形的影响，会产生一定径向力，这会和阀杆产生密切接触，这种接触并没有达到均匀状态。在调节阀进行运作时，阀杆内所有填料也都会相应运动。正常使用时，由于高温、高压、渗透性和流体介质影响，导致阀填料函容易频发泄漏现象。同时，阀杆和填料之间的界面泄漏是受填料和接触压力日益衰弱而影响。

4 气动调节阀常见故障处理方法

4.1 调节阀卡堵

调节阀顺畅运行，能够保障整体工程的作业效率。当气动调节阀内被大量粘附物堵塞，在阀杆往复运动时就会有所迟缓，导致堵塞问题变得越来越严重。在工程初期需要投入使用气动调节阀时，以及气动调节阀经过解体修理过后，会更容易出现故障。另外，在管道安装或检查管道过程中，管道内存有的焊渣、铁锈等，都很有可能会造成卡顿，导致自动化控制系统传输的信号与相应的控制动作出现偏差。针对调节阀卡顿问题，应该在调节阀应用初期就及时找出问题，迅速通过开关等零件来控制调节阀，使调节阀内的异物随介质被冲掉。当然也可以在夹紧阀杆的情况下，利用外加信号的压力采用正向旋转阀杆和反向旋转阀杆相融合的方法，清除阀芯内的卡堵物。根据相关实际情况，如果认为上述方法都不符合，也可以通过增强气源压力，提升驱动功率，将调节阀反复向上移动和向下移动，由此有效疏通卡堵物。

4.2 调节阀泄漏

调节阀泄漏可以分为阀内泄漏和填料泄漏。气动调节阀的阀杆长度有一定要求，无论阀杆长度偏长或偏短，都会造成阀杆上移动下移动距离不足。使得阀芯与阀座之间的空隙不能够紧密接触，导致阀开度和闭合都不是很严实。为高效解决阀内漏问题，工作人员应该慎重调理阀杆长度，合理的阀杆长度能够保障阀芯和阀座之间的科学接触，使其接触空间处于合理范围，从而规避内漏问题。针对填料泄漏问题的处理方法，首先就是要解决填料发生塑性变形产生的径向力与阀杆接触不均匀的问题，有的地方可能接触偏紧，有的地方也可能接触偏松，甚至有的地方还没有实现完全接触。专业人员要慎重利用填料底部与顶端倒角的位置，准备金属环合理置入，保障填料可以适时填入，防止介质产生压力将填料冲出填料函，使金属保护环和填料变得更平衡，杜绝出现倾斜状况。为从根源处降低填料的磨损程度，保障填料函和填料接触部分表面有良好的光泽度，填料涵和填料接触面都要进行细致加工。一般来说，柔性石墨拥有良好的气密性，同时在耐磨程度上也使人满意，一旦出现故障也容易维修，耐温效果与抗腐蚀效果超强。为此可以使用柔性石墨作为填料，柔性石墨的融入不会使气动调节阀遭受侵蚀，降低内部介质对气动调节阀的危害，大幅提升气动调节阀填料的密封性和可靠性，改善填料泄漏问题带来的不利影响，延长调节阀的应用时限。

4.3 调节阀阀门定位器故障

处理气动调节阀阀门智能式定位器故障时，应该重视定位器的选择，需要依据实际状况下的气动调节阀类型来合理比较市面上的智能式定位器，精挑细选一款最为匹配的定位器。科学挑选智能式定位器工作完成后，需要由专业工作人员参考专业流程进行安装，同时还要对定位器做好遮阳防振措施，避免定位器的电子元件受到太阳照射的损害。温度过高会严重影响定位器的质量，甚至很有可能导致定位器被烧坏。与此同时，还应该注重保持定位器仪器表面洁净程度，以此提高智能式定位器的稳定运行、使用效率和寿命。除此之外，如果发现智能式定位器存在故障，应及时做好整体更换，采取整体性更换措施，确保整体工作效率的提高。

5 气动调节阀的日常维护措施

气动调节阀在正常运行过程中会与管道中的介质产生紧密接触，如果气动调节阀性能出现问题，就会导致整个自动化控制系统的运行质量有所下降，容易造成介质泄漏以及环境污染。为此，对气动调节阀进行定期检修与维护有着至关重要的意义。做好关于自动化控制系统关键部位检修计划，严格观察潮湿、高温等恶劣环境下的部位零件状况，增强故障频发环节的质量，合理控制安全隐患。

5.1 定期检修调节阀

腐蚀性较强环境下的调节阀或市场高压差较大环境下长期运行的调节阀，阀体内壁与隔膜会受到介质的冲击和腐蚀。相关专业人员需要对调节阀进行必要检修，检查调节阀现有的抗压与耐腐蚀能力。调节阀上存在的螺纹如果受到腐蚀，就会导致调节阀出现松动现象，最终影响其正常运行。因此，工作人员需要注重检修调节阀表层螺纹。另外，还要加强检查填料与润滑油，仔细观察每一个配合面是否存在质量损坏问题，发现元件损坏，需要对其进行更换。

5.2 调节阀日常巡回检查

在调节阀日常巡回检查中，应该分配专业人员做好工作计划，值班人员根据工作计划考察气动调节阀的应用情况。在检查工作中，值班人员不能忽略对介质源和电压等能源供给环节的记录。认真分析液压油系统运行情况、调节阀动态密封状况以及各连接线是否正常运行，注重检查调节阀调节动作的灵敏度，在调节过程中是否存在异常声响或振动。每次日常巡回检查调节阀工作完成后，相关工作人员都需要详细记录检查状况，为下次巡查工作做好铺垫，提供可靠数据。

6 结束语

导致气动调节阀出现故障的因素有很多，造成启动调节阀故障类型多样化。在实际运转过程中，受偶然因素影响会导致气动调节阀故障频发。基于此，需要做好定期检查和日常维修工作，做好经验总结与理论分析，采用高效措施规避风险，保证气动调节阀在自动化控制系统中发挥出价值，提升工业生产效益。