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气动调节阀故障实例分析

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2016/10/7 10:24:01

(1)防止调节阀堵卡方法
a. 清洗法。管路申的焊渣、铁锈、渣子等在节流口、导向部位、下阀盖平衡孔内造成堵塞或卡住使阀芯曲面、导向面产生拉伤和划痕、密封面上产生压痕等,这些现象常发生于新开车的装置和大修后投运初期,也是调节阀zui常见的故障,。遇到这些情况,应卸开进行清洗,除掉渣物,同时将底盖打开,冲掉渣物,并对管路进行冲洗。投运前,将调节阀全开,让介质流动一段时间后再投入正常运行。
b.外接冲刷法:对一些易沉淀,含有固体颗粒的介质采用普通调节阀时,经常在节流口、导向处堵塞,可在下阀盖底塞处接冲刷气体或蒸汽。当调节阀堵塞或卡住时,打开外接的气体或蒸汽阀,即可在不拆卸调节阀的情况下完成冲洗工作,减小仪表工的维修工作量。
c.安装管道过滤器:对于小口径的调节阀,尤其是较小流量调节阀,其截流间隙小,介质中不能有渣物,在阀前管道上安装过滤器。

(2)调节阀阀卡故障实例
①某石化装置流量调节系统调节阀(FISHER调节阀),工艺反映控制室给调节阀阀位但是阀不动作。
    故障检查、分析:现场检查发现连接定位器与阀杆的梢子断了,无法将输出送给调节阀,导致阀不动作。由于工艺管线振动较大,整个阀体及定位器随管线振动,导致梢子固定不牢固脱落,导致调节阀卡住不动作。
    故障处理:更换梢子。

②合成气裂化气脱硫塔液位控制是LV402气动词节阀,溶液中含有硫膏。某日,工艺反映LV402调节阀关不到位,液位保持不住。
    故障检查、分析:检查、调校调节阀,阀关到75%就不动了,反复几次仍是关不到位,分析因LV402是套筒阀,介质中含有硫膏,黏度又很大,在套筒表面附着多了,就会使阀卡住,关不到位。
    故障处理:拆检、清除套筒表面的硫膏回装后,调校正常。

③某液位控制系统调节阀在改变输入信号大小时,液位无变化。
    故障检查、分析:现场观察发现,调节阀在接受输入信号时阀位没有变化,现场排除了定位器的故障,判定为调节阀卡。
    故障处理:将阀解体后清洁阀内卫生,重新安装后好用。

④某装置一台进料调节阀,该阀在50%~100%动作正常,50%以下不动作。
    故障检查、分析:确认工艺条件允许后,将该阀从腰兰处解体,发现阀芯与套筒之间有异物卡住,导致调节阀不能动作。
    故障处理:将阀芯与套筒分开后,进行研磨处理,回装调节阀后,该阀正常运行。

(3)调节阀阀芯、阀内件故障
①空分车间基于节水考虑,空冷塔改用循环水,在不停车的条件下,把进水口改在调节阀(气动双座调节阀)的上游侧,投入自动后,调节阀振动很大,有一天出现调节阀指示全开,但液位过高以至于水泵跳车,空分空冷塔液位调节失控阀全开而液位不降。
    故障检查、分析:根据调节阀虽然指示全开,但液位不降这一现象,判断可能调节阀阀芯脱落,因调节阀振过大而振脱阀芯。工艺打手动并把阀搭副线,对阀进行解体检查,发现调节阀确实阀芯
脱落,重新固定阀芯,安装好阀,同时要求工艺利用停车机会尽快更改工艺管线,消除阀的振动。
    故障处理:工艺利用停车机会更改工艺管线,消除阀的搌动
后,以后再未出现此现象。

②某石化装置一台流量调节阀投用后工艺反映该阀调节作用不明显。
    故障检查、分析:经检查确认为阀芯结构不合理,无法起到调节作用。
    故障处理:结合工艺条件,进行阀芯结构的重新选型,安装后调节阀运行正常,调节和控制作用正常。

③某化工厂锅炉装置有一高压减温水阀,全关后仍然有漏量。
    故障检查、分析:确认为调节阀本体故障,将该阀阀芯取下,发现该阀芯密封面被高压减温水冲刷,损坏严重。
    故障处理:更换该阀芯,回装后该阀正常使用。

④一台蒸汽调节阀,在冬季不能全开和全关的现象,并且泄漏量很大。
    故障检查、分析:首先到现场有用信号发生器检查,发现阀门动作的力量很大,判断故障不是执行机构的问题,由工艺情况判断,问题可能在阀芯上。从腰兰处解体阀门,取出阀芯,发现阀芯弯曲。
    故障处理:矫正后故障消失。

⑤一台蒸汽调节阀,操作人员反映调节器偏差跟踪,但始终消除不了。
    故障检查、分析:检查信号回路,无问题,校验调节阀,行程及阀位都正确,从外观看无问题,此现象有可能是阀芯脱落,后经拆检确是阀芯脱落。因阀芯脱落,虽然执行机构动作,但内件不动作,因此不起调节作用,偏差也就消除不了。
    故障处理:恢复后投用正常。

⑥合成氨一台调节介质为高压锅水的调节阀(气开阀),在阀开度为0时,仍然还有流量。
    故障检查、分析:分析引起这种现象的主要原因有:调节阀未全关、调节阀内件磨损、副线有漏量。现场检查调节阀已经全关、副线无漏量,将调节阀拆检后发现调节阀阀杆头部和阀座磨损严重。
    故障处理:更换阀内件后,投入正常。

(4)膜片故障
①工艺人员在对空分装置Y窭分子筛进行操作时,V-1223Y调节阀打不开。
    故障检查、分析:检查现场调节阀的气源部分,观察气源压力表发现气源压力没有,但电磁阀的输入输出回路一切正常,然后通过对现场控制柜内手动开关的反复试验,发现气路不太正常。通过仔细观察分析,发现还是现场调节阀有问题。由于V-1223Y调节阀安装位置很高,当仪表维护人员登上高处把调节阀的减压阀断开后,发现减压阀侧的气路正常,调节阀侧的气路不正常。经过眼观、耳听、手摸,发现调节阀的膜头有漏气现象,进一步判断是调节阀膜片漏。与工艺操作人员进行配合,将调节阀膜头部分拆开检修,发现膜片破裂。
    故障处理:替换膜片,调节阀膜片重新安装完毕,调节阀恢复正常。

②某工厂在线使用的大口径调节阀,在运行当中经常出现膜片撕裂和支架断裂故障。
    故障检查、分析:膜片撕裂一般认为是橡胶膜片的质量问题或安装问题,后更换铭牌厂家的膜片,仍然解决不了问题。进而解剖调节阀,怀疑是膜片托盘下沿有毛刺,用锉刀处理,甚至采用机械方法处理也解决不了问题。
    故障处理:从膜片断裂的裂痕来看,是在膜片直立部位上半部,由于此处抗折能力较差,设想如把托盘加厚,使膜片受力折叠处下移至弯曲部位,以增加膜片的抗折能力,按照这一想法加厚托盘后,投入运行效果很好。由于膜片经不住反复弯折而断裂,致使托盘下弹簧突然放松而使支架受不平衡力而崩裂,从而造成支架断裂。

③某流量控制系统调节阀突然全关,被控量降到零,造成系统被迫停车事故。
    故障检查、分析:检查调节器输出正常,怛调节阀全关,打手轮操作,配合工艺恢复正常生产。将定位器输出管拆下,用手堵上,掀动喷嘴挡板机构,输出信号可达0. IMPa,说明问题可能出在调节阀上,向膜头送气信号,膜头泄气孑L有气体放出,证明膜片破了。
    故障处理:更换调节阀膜片后投入运行,使系统恢复正常。

④调节阀全开后流量低。
    故障检查、分析:用信号发生器在阀门定位器处加全开信号,发现阀行程不够,排除流量仪表故障,初步认定为阀内有异物卡住,关闭前后截止阀,用副线控制,打开导淋阀排放物料后,拆开调节阀腰兰,发现阀体内并无杂物(将执行机构与阀体)。再次向定位器加全开信号,发现执行机构本身行程不够。拆开膜头,发现膜片上部有很多积冰。因该阀的上部防雨帽已经破损,夏季雨水进入膜头内,待冬季气温降低雨水结冰,致使阀行程不足。
    故障处理:清除积冰后,回装阀体,阀运行正常。

⑤某石化装置一台流量调节阀开不到位,DCS给,调节阀开度只到百分之七十。
    故障检查、分析:检查4~20mA信号正常,放大器拆了,里面气路膜片有氧化物,清除回装后调节阀还是开不到位,换新的阀门定位器,故障未解除,检查膜头放空帽,阀放空帽损坏,用6mm铜管接的,拆开发现管堵了。
    故障处理:通开后阀开度正常。

 

(5)设计不当故障
    某调节系统在运行中,发现当偏差大时,阀开度达极限值时,难以进行自动调节。
    故障检查、分析:在调节系统的设计时,由于工艺条件所提供的技术数据不准确,或由于计算调节阀的流通能力有差错等,引起调节阀口径选择过小,而造成调节系统无法进行调节。装置在生产过程中无法更换调节阀,应急的办法是打开调节阀的旁遁,使其部分恒定调节量自旁通阀通过,其过渡过程。这就相当于晶体管电路中的静态工作点的设置(直流分量),故放大器的输出即为直流和交流信号的叠加。
    故障处理:据系统情况,使调节阀的旁通有合适的开度,以适当的旁通量来补充系统的调节量。待装置计划检修时更换口径合适的调节阀。

(6)阀体附件故障实例(定位器、电气转换器、电磁阀)
①空分空压机防喘振阀(汽缸阀)电磁阀(三通电磁阀)卡,总是处于打开状态,造成调节失灵。
    故障检查、分析:检查定位器正常,电磁阀带电,放空的电磁阀一直处于排气状态,不正常,放空的电磁阀不应排气,用螺丝刀碰动阀芯,阀芯回位,多次试验后,时好时坏,阀芯卡。
    故障处理:更换新的电磁阀后,调节阀受控正常。

②在一次检修后开车过程中,一台压力调节阀打不开,压力太高,导致安全阀起跳。
    故障检查、分析:检查故障原因时发现手动限位开关被强制,电磁阀未得电,调节阀没有打开,因操作人员疏忽,没有将复位开关及时复位导致电磁阀没有得电。
    故障处理:将开关复位,电磁阀得电后调节阀打开。

③一台蒸汽调节阀(气开、机械式阀门定位器),DCS输出50%,但现场全关,不受控。
    故障检查、分析:分析引起这种现象的主要原因有:气源故障、阀门定位器放大器故障、阀门电/气转换部分故障、反馈单元故障,检查上述各个部分,发现阀门定位器反馈杠杆脱落。
    故障处理:恢复后正常。

④流量调节阀工艺反映开度不够。
    故障检查、分析:检查发现定位器故障输出达不到zui大,更换定位器投用后发现诙阀变成两位式调节,定位器怎么调也无法起到作用。后经检查发现定位器凸轮的作用形式与原有的不同。
    故障处理:改变凸轮的作用形式后该阀投用一切正常。

⑤某装置有一台正在运行的调节阀,控制室给出控制信号后,现场调节阀却不动作。
    故障检查、分析:确认控制室发出控制调节阀的电流信号到达阀门定位器,检查无误后,再检查阀门定位器的放大器恒节流孔、喷嘴及背压管是否阻塞,发现恒节流孔阻塞。
    故障处理:清洗恒节流孔后,调节阀运行正常。

⑥某石化装置一台温度调节阀当“开”信号时,调节阀开的很慢只能开到50%。“关”信号时,调节阀关的非常慢,从开50%到全关需要十分钟以上。此状态的调节阀根本不能起到调节作用,不能调节。
    故障检查、分析:根据故障现象分析,调节阀能开但开不到位,能关但反应太慢了。初判为调节阀排气阻塞故障。此阀为进口调节阀,作为温度调节正常的阀位波动并不大。可能的故障有三点:调节阀膜头排气口阻塞、气动放大器恒流孔阻塞、电/气阀门定位器排气孔阻塞。按所判断的逐一检查,查出为电/气阀门定位器排气孔阻塞。
    故障处理:把排气丝头拆下疏通,重新调校,调节阀全程开关自如好用。

⑦某石化装置一台调节冷却水的调节阀( SIEMANS6DR4010智能阀门定位器),调节阀输出波动。
    故障检查、分析:分析引起这种现象的主要原因有:调节器输出波动、阀门定位器故障。检查调节器输出不波动。检查阀门定位器一直上下小幅度波动。
    故障处理:更换阀门定位器后,故障消失。

⑧一台流量调节阀(气动薄膜调节阀),工艺反映手动、自动状态下均振荡。
    故障检查、分析:现场测量回路输出电流,DCS卡件输出电流稳定,检查气源信号输出稳定,定位器榆出气信号不稳定,判断结果为定位器的放大器故障。故障处理:更换定位器后正常。

⑨焦化放火炬调节阀HV1502回讯器失灵,经常出现回讯漂移现象,而现场调节阀阀位不动作。
    故障检查、分析:现场分析为定位器的回讯器故障。
    故障处理:与工艺,现场改副线控制,更换新的定位器调校准确后,调节阀运行正常。

⑩柴油加氢高分罐液面LV-8109全关,造成高分罐液位升高,液位开关高高,三取二联锁动作,以至全装置停车。高分罐内的介质是柴油、汽油、氢气,罐内压力高达7.0MPa。
    故障检查、分析:现场检查判断液位开关高高三取二信号确实发出,从而证实液位升高是由调节阀LV-8109关造成的,后经工艺人员确认操作人员没有给出关阀信号。检查调节阀和定位器发现调节阀全关是由于定位器失灵造成的,而造成定位器失灵的原因是风线进水。
    故障处理:排出风线内的积水,加装气动三组件,更换分罐过滤器硅胶,再未发生因风线进水而停车现象。

 ?某石化装置调节阀关不严,影响工艺进行。
    故障检查、分析:现场检查阀没有关到位,调阀门定位器零点,阀杆向下关到位。投运试用一会,调节阀又关不严,阀门定位器零漂,仔细检查阀门定位器发现量程调整锁紧螺钉没有拧紧。
    故障处理:重新调校零点、量程,拧紧量程调整锁紧螺钉,投“自动”再也没有上述故障出现

?某温度调节系统温度调节阀突然关闭。
    故障检查、分析:现场检查发现反馈杠杆脱落。
    经检查发现:滑道全长12cm。在滑道中部有长6mm,深3mm的(不应该有凹陷)定位器反馈杆与滑道通过活动螺丝杆连接;螺丝杆直径+6mm,全长应40mm,其中20mm为螺纹长度,20mm无螺纹,实际仅有20mm的螺纹长度(元螺纹部分已断裂)。
    反馈杠杆脱落原因:定位器反馈杆与滑道连接螺丝杆由于部分断裂,连接长度不够。
    螺丝杆部分断裂的原因:
    a.从螺丝杆断裂的裂痕判断,原螺丝杆材质存在质量缺欠,断裂的两部分原来仅有2/5的连接接触面,连接强度不够。
    b.滑道不平滑,造成螺丝杆在移动过程中滑动力距增大,引起螺丝杆断裂。
    故障处理:现更换一套新配件。

?调节输出信号稳定,而调节阀严重波动,从而使被调量时大时小,造成整个系统大幅波动,致使安全阀起跳。

故障检查、分析:仪表人员和工艺操作人员到现场对调节阀进行机械限位,检查发现调节器输出到现场电/气转换器的控制信号正常,分析判断问题可能在现场调节阀上。检查电/气转换器输出0.02~0.1MPa信号压力波动,说明问题出现在电/气转换器上,进一步检查发现电/气转换器的调零振断。由于该阀为放空阀,阀体本身振动的较大,安装于阀体上的电/气转换器长期处于振动状态,使得电/气转换器的调零弹簧振断,造成电/气转换器的输出信号压力波动,使阀位时大时小,致使安全阀起跳。
    故障处理:更换电/气转换器的调零弹簧,调校好电/气转换器后,由工艺人员配合调整好阀位,正常工作。

?某石化装置液位控制系统调节阀是气动偏心旋转调节阀。开车后不久,液位出现大幅度波动,投不上自动。
    故障检查、分析:检查调节器,反应灵活,现场阀可以关到位,但从整个回路信号看,调节器输出在4mA以下时,电气转换器才回零,阀才关严。此阀是气开阀,并且要求必须能关严,当它关严时,调节器输出已在零下,这样使得调节器的调节范围在零点上下进行调节,而调节器的*调节范围不能在两端,应是上下限中间某一位置。
    故障处理:调整调节阀,调芾器输出4mA时,阀位正好全关,范围在O%~40%之间,由副线操作,调整电气转换器,联校后投入运行,自动稳定。

?某流量控制的调节阀(气关式气动薄膜调节阀)配用电气阀门定位器,在运行当中该阀经常出现波动。用肥皂水检查发现该阀门定位器的功率放大器外壳有漏气现象。某日该阀再次波动,采取提高气源气压的方法,该阀停止波动,但随后却突然全开。
    故障检查、分析:该放大器为一种力平衡式气动功率放大器,拆开检查发现问题出现在背压室膜片上,该膜片为橡胶膜片,膜片有一边缘处较窄且凹陷进去,装配时未能压好而漏气,当输入信号变化,即背压变化时,调节阀就会波动。当时由于气压力太高,膜片变形凹陷,使得背压室与排气室*相通,背压急剧下降,定位器输出为零,阀门全开。
    用限位螺杆将阀位顶至工艺要求的开度。检查输入电信号、接线均无问题,再检查定位器电器转换部分也有输出,但定位器的排气孑L一直排气,定位器无输出,判断气动功率放大器有故障。
    故障处理:更换上同一型号定位器的气动功率放大器后,定位器有输出,经在线调校,调节阀恢复正常。

(7)电缆故障
①某石化装置HVIOI调节阀突然出现故障,阀门处于全开状态。
    故障检查、分析:将调节阀切换到手动控制(HVI01调节阀带手轮控制)检查,发现HVIOI阀门气路正常,但没有输入电流信号,控制室DCS上输出不受控,于是初步判断信号回路有异常,检查输出信号回路,确定从现场中间接线箱到现场HVI01之间约50m的传输电缆中间有断路,因电缆老化造成电缆断路。
    故障处理:敷设一段临时电缆,HVIOI控制回路恢复正常。   

②合成气氧气流量调节阀FV102(气动薄膜调节阀)是合成气系统入炉量的主要控制阀,氧气流量低和阀位关都是联锁参数值。某一阴雨天气,氧气流量波动,现场阀位波动,为了安全只好倒炉处理。
    故障检查、分析:停用后调校阀门定位器,正常。调节器校验正常,加入模拟信号投自动观察运行稳定,丙天后又阴雨,又出现阀位波动,波动时测量定位器输入信号电压有11OVAC,电流信号不稳,怀疑有感应电,并且此现象均是在阴雨天出现,便怀疑由于潮湿和电缆有损坏,造成感应不稳定的交流电,使定位器输入信号波动,造成阀位波动,自调不稳。
    故障处理:更换电缆,投入运行,此故障现象消失,恢复正常。

(8)调节阀安装故障实例
①调节阀(吴忠HEP-16阀门定位器)定位器损坏,需更换,安装后调校,但始终不动作。

故障检查、分析:检查发现调整量程的执行机构装反,调节阀无法正常打开,由于阀门定位器量程调整机构有正反向与调节阀的正反作用正好颠倒,因此造成调校不出来。
    故障分析:反转后调校正常。

②调节阀原用DZF-3115阀门定位器,由于此定位器已经无备件,需更换HEP-16阀门定位器,安装后调校,始终校不出来。
    故障检查、分析:对照说明书查找原因,发现量程调整机构装反,由于HEP-16阀门定位器量程调整机构有正反向,对应调节阀的正反作用,此阀又正好是反作用,而HEP-16阀门定位器出厂是正作用,疏忽了这一点,因此造成调校不出来。
    故障分析:反转后调校正常。

③一台西门子智能阀门定位器(带4~20mA回讯指示,型号6DR4010),现场调节阀小幅波动。
    故障检查、分析:引起故障的主要原因有:安全栅故障、电缆接触不好、阀门定位器故障、回讯单元故障。检查上述可能出现问题的部位,更换阀门定位器。
    故障处理:更换阀门定位器后仍波动,更换回讯单元后故障消失。

④某流量调节系统流量调节阀(FISHER调节阀),控制两个反应器间的进料。在一次开车过程中发现该阀关不严。
    故障检查、分析:经检查阀体、信号绒路都正常,将调节阀上阀盖拆下后发现阀体内部藏有5个小螺母,调节阀阀杆被阀体内部螺母卡住,使调节阀阀杆无法下落,使调节阀关不严。
    故障处理:去除后回装恢复正常。

⑤调节阀密封填料漏。
    故障检查、分析:一般采用的方法是,首先将调节阀从工艺系统中切除,将执行机构和阀体分开,拆下上阀盖并取出阀芯和阀杆,用一根比阀杆稍粗的一点的杆从填料函底部插入,并把旧的填料从阀盖的顶部顶出去。
    故障处理:安装填料为了把上阀盖装回原处,将连接阀体和上阀盖的螺栓拧紧;安装新的填料时,为了把上阀盖装回原处,应将连接阀体和上阀盖的螺栓拧紧,并且一定要小心,不能让阀杆螺纹刮伤填料环。

⑥检定一台调节阀(吴忠单输出阀门定位器HEP-16、气开阀),行程不线性。
    故障检查、分析:引起故障的主要原因有:安装时,50%阀位反馈杠杆不水平、喷嘴挡板不水平、调整不当。检查上述各个单元。

故障处理:重新调整50%阀位反馈杠杆位置,问题消失。

 

 

 

 

 

 

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