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影响调节阀正常运行的因素及对策
1、前言　　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。它的动作灵敏度直接关系着调节系统的质量。据现场实际统计有70%左右的故障出自调节阀。因此在日常维护中总结分析影响调节阀安全运行的因素及其对策。　　2、卡堵　　调节阀经常出现的问题是卡堵，常出现在新投运系统和大修投运初期，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，或调节阀检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作大信号动作过头的现象。　　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。　　3、泄漏　　3.1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：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。　　3.2 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，但这种接触是并不是非常均匀的。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。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。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，对于纺织填料还会出现渗漏（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接触压力的逐渐衰减，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，磨损的烧损小，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，保证了填料的密封的可靠性和长期性。　　3.3 阀芯、阀座变形泄漏。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强。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、阀座不配套，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，则应重新更换新阀。　　4、振荡　　调节阀的弹簧刚度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振荡。还有说选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动，使调节阀随之振动。选型不当，调节阀工作在小开度存在着急剧的流阻、流速、压力的变化，当超过阀刚度，稳定性变差，严重时产生振荡。　　解决对策：由于产生振荡的原因是多方面的，因此具体问题具体分析。对振动轻微的振动，可增加刚度来消除。如选用大刚度弹簧，改用活塞执行结构。管道、基座剧烈震动通过增加支撑消除振动干扰；选阀的频率与系统频率相同，则更换不同结构的阀；工作在小开度造成的振荡，则是选型不当流通能力 C值选大，必须重新选型流通能力 C值较小的或采用分程控制或子母阀以克服调节阀工作在小开度。　　5、阀门定位器故障　　5.1 普通定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：　　1）因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，容易受温度，振动的影响，造成调节阀的波动；　　2）采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，是定位器不能正常工作；　　3）采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场下发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。　　5.2 智能定位器由微处理器(cpu)、A/D,D/A转换器及等部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同。给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等。这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作。长时间停留在某一位置容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作，大信号全开的危险情况。因此为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁的测试。
(来源：上海仪表集团挺扬自控阀门制造有限公司)
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前后压差对调节阀不平衡力的影响
调节阀隶属于现代石油、冶金、化工等流程工业自动化过程控制系统三大环节（检测、执行、控制）中的执行环节设备，性能好坏直接影响工艺过程的顺利完成。在调节阀工作过程中，随着装置高负荷的运行、流体对阀的冲刷及腐蚀等原因，调节阀的安全稳定运行受到了严峻的考验，各种故障时有发生，而调节阀在一些工况下产生的振动是引起各种事故的主要原因，调节阀不平衡力就是引发振动的主要因素之一。　　随着电子计算机和计算流体动力学CFD的迅速发展，CFD数值模拟已成为工程设计的辅助手段之一，近年来，CFD数值模拟在阀门设计中得到重要应用。为了研究不平衡力对调节阀的影响，本课题采用计算流体动力学方法，借助于CFD软件，对吴忠仪表有限责任公司提供的型号为ATS和ASB调节阀的内部流场进行了全面可视化分析，得出了阀芯不平衡力的数值变化曲线，与实验结果进行了分析比较。　　首先，建立了调节阀不同开度下的流道几何模型并进行了网格划分，运用CFD软件仿真模拟了各开度下调节阀不同压差的流场数值，对计算结果进行了可视化分析，得出了阀芯在不同工况下受到流体对其产生的不平衡力拟合曲线。　　其次，基于阀芯在流体流动过程中受力分析情况，设计出了阀芯不平衡力测量的实验方案，并在吴忠仪表有限责任公司完成了实验，测出了阀芯在各种工况下的不平衡力。　　最后，对比分析了模拟结果与实验数据，验证了调节阀建模的准确性与CFD软件仿真数据的可行性，并分析了两种方法褥到的不平衡力变化趋势与误差成因。　　通过对调节阀的模型仿真模拟及实验结果得知，ATS调节阀在定开度时，不平衡力随着压差增大而增大，在定压差时，随着开度增大而减小;ASB调节阀在小开度时，不平衡力随着压差增大而减小，大开度、大压差工况下出现负值，其绝对值随着压差与开度的增大而增大。上述结论及方法对调节阀的设计优化具有一定的理论指导。
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