氣動薄膜調節閥的工作特性及故障分析

李磊

摘 要：氣動薄膜調節閥主要用于調節工業自動化過程控制領域中的介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數。隨著科學技術的飛躍發展，氣動薄膜調節閥作為自動調節系統的執行機構，得到了廣泛的應用，在穩定生產、優化控制、維護等方面起著舉足輕重的作用，本文對調節閥的選型、安裝及維護加以介紹。

關鍵詞：調節閥；選型；安裝；維護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.184

0 引言

我所工作的濟南濟南圣泉集團是一家立足于玉米芯等植物秸稈綜合利用深加工，及各種生物質能源、生物質化工產品的大型集團。我所在的計量科負責整個集團的儀器儀表的安裝及維護，公司的自動化程度越來越先進，在DCS、PLC系統中調節閥的應用越來越廣泛，近10年的儀表工作實踐和經驗，以下文章對氣動薄膜調節閥的工作特性以及故障做出自己科學、準確的分析。

1 前言

調節閥是工業自動化過程控制系統用來調節各種介質溫度、液位、流量和壓力的裝置，它的工作正常與否直接關系整個裝置的生產能否正常。由于在生產現場，工作環境常處于高溫高壓、潮濕、粉塵、易燃易爆等惡劣條件。為保證調節閥的正常工作，其選型、安裝和維護都十分重要。

2 氣動薄膜調節閥的工作原理及調節閥的選型與安裝

（1）氣動薄膜調節閥工作原理：當氣室輸入了0.02～0.30MPa信號壓力之后，薄膜推動推力盤向上（下）移動，壓縮彈簧，帶動推桿、閥桿和閥芯向上（下）移動，使閥芯離開閥座，從而保持壓縮空氣流通。當信號壓力保持一個定值時，閥門就維持在一定的開度上。

（2）氣動調節閥的選型與安裝。1）氣動調節閥的選型：合理的選型是可以使日后的維修率大大減少，通常要考慮其工藝條件，根據介質選擇其閥體的材質；通過工藝參數選擇閥門的口徑；根據工藝對象特性，選擇合適的流量特性；為了確保安全，選擇氣開閥還是氣關閥等等。就安全方面選型，以我公司為例，我公司在反應釜的生產過程中，蒸汽管路需要用氣開閥，這樣在氣路或電路出現異常情況下，蒸汽管路閥門自動關閉；循環水管路需要用氣關閥，在氣路或電路出現異常情況下，循環水管路閥門自動打開。2）氣動調節閥的安裝：調節閥的安裝必須確保安全性和使用性，易于操作和維護等。調節閥在安裝時，應注意以下幾點：a、調節閥安裝之前的檢驗；b、調節閥在安裝前應徹底清洗管道系統，將污物和焊渣排除干凈，以免調節閥在運行時發生卡住現象；c、調節閥通常應垂直安裝（特殊要求除外）；d、安裝時，閥體上箭頭方向與介質流向必須一致。

（3）閥門定位器：閥門定位器是氣動調節閥的主要附件，它與氣動執行器配套使用，為了適應公司自動化程度的不斷提高，我們通常選用智能閥門定位器。

3 氣動薄膜調節閥的故障分析

3.1 氣源故障

（1）壓縮空氣中帶水，導致定位器模塊進水，損壞模塊。我公司氣源帶水是老問題了，水隨著氣源管道進入智能閥門定位器里，直接導致線路板燒壞。所以說，氣源是氣動薄膜調節閥中最關鍵的一部分。（2）油水分離器故障：由于油水分離器處于長期使用，油物很多，氣源壓力過大，分離器漏氣或損壞，導致調節閥動作緩慢，甚至不動作。（3）氣源銅管損壞，因氣源中長時間帶水，銅管中形成水銹，導致銅管堵塞。

3.2 電源故障

（1）由于接線失誤，接線處進水或受潮等原因，使電源接線處短路。先確定現場信號有無4～20mA信號，如果有檢查其他問題，如果沒有檢查DCS機柜信號的輸出。（2）電源線接頭處故障。電源線接頭受外力的拉拽、環境的振動，接頭處進水以及絕緣膠布失效絕緣性能等原因是電源線接頭松動或斷開，致使氣動調節閥動作異常，不能全開全關甚至不動作。在實際工作中，電源線接頭在所難免，接頭處很有必要做好防水、絕緣措施。

3.3 閥門定位器故障

以智能閥門定位器為例：最常見的故障是反饋桿松動或脫落。其次就是信號遷移，導致DCS輸出信號與實際閥位不一致，這是我們就需要重新整定一下定位器即可。

4 電氣轉換器故障

（1）節流孔堵塞氣源。內臟污堵塞節流小孔，導致調節閥不動作。（2）零點、量程不準。由于現場振動、溫度變化等原因使轉換器輸出信號的零點、量程不準。致使調節閥不能全開全關。在對轉換器現場調校中首先應保證轉換器信號小表指示準確。平常的巡檢工作中應對信號小表進行維護。

5 調節閥故障

（1）氣動調節閥薄膜片損壞。導致這種原因有兩種：一是氣源壓力過大，長時間動作導致膜片磨損損壞；二是膜片使用時間過長，導致膜片老化變質，造成裂縫。工作過程中，我更換氣動薄膜片很多次，大部分原因是氣源壓力過大，導致氣動薄膜片損壞，但有可能是膜片質量本身的問題。判斷膜片是否漏氣，從膜頭處檢查是否有漏氣現象。（2）閥體內漏。閥芯受到介質的嚴重腐蝕，或是閥芯受介質中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產生的傷痕。有條件的最好更換新閥芯。（3）調節閥盤根老化。介質的高溫高壓使調節閥的盤根老化，加大了對閥桿的摩擦力。其次由于閥桿的頻繁動作使盤根的密封性變差使介質外漏。所以在日常維護中應該定期增加潤滑油，延長其使用壽命，使閥桿與盤根的摩擦力降低。（4）閥桿與連接件由于現場振動致使其松動或脫落。在日常維護工作中要加強巡檢力度。實際工作中，類似脫落現象時有發生，維修過程中，要多考慮這方面問題，提高維修效率。（5）閥座受到介質中焊渣、鐵銹、渣子等劃傷產生傷痕，或是介質的腐蝕，破壞了閥座與閥體間的密封。應取出閥座更換密封墊片，嚴重的應該更換新閥。（6）閥內有焊渣、鐵銹、渣子等雜物堵塞，使調節閥卡主關不到底，應拆卸調節閥進行雜物清理，清理的同時觀察閥芯閥座是否有劃傷磨損現象。

對于氣動薄膜調節閥的故障分析我列舉了幾點主要的故障現象，當然在我們的實際工作中還會遇到許多各種各樣的故障現象，這就要求我們在工作中認真的分析和總結。

6 結束語

氣動薄膜調節閥是化工企業應用最廣泛的儀表之一，是自動化控制系統中的一個重要環節。它的正常工作，對車間生產的正常運行和安全生產有著重大的意義。因此，正確的對調節閥進行選型、安裝、維護，才能確保氣動調節閥在生產現場中能夠長期、安全、穩定的運行。