氣動調節閥是工業生產廣泛使用的工業過程控制儀表之一，它是組成工業自動化系統的重要環節。氣動調節閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執行器，并借助于閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門，實現開關量或比例式調節，接收工業自動化控制系統的控制信號來完成調節管道介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質安全。

　　下面，了解一下氣動調節閥的常見故障及處理方法。望能對工廠的現場維護人員起到一點助益。

　　調節閥常見故障現象及原因分析

　　2.1 氣源故障

　　1）現場氣源未開。

　　2）氣源含水，天氣寒冷結冰。

　　3）凈化風停止供應。

　　4）氣源總管泄露或風線堵塞導致風壓過低，調節閥不能全開或全關，甚至不動作。

　　5）空氣過濾減壓器長時間使用，臟物太多，減壓閥下黑色旋鈕打開漏風，使輸出風壓小于規定的壓力，導致調節閥不能全開全關，甚至不動作。

　　6）現場風線漏風，接頭松動，導致風壓不足，調節閥不能全開全關，甚至不動作。

　　7）過濾減壓閥故障，導致風壓不穩，造成調節閥振蕩。

　　2.2 線路故障

　　1）電源線接線端松動、脫落、短路、斷路，電路板灰塵積得太多導致接觸不良，信號波動，調節閥產生振動。

　　2）大雨或臺風過后，設備進水受潮使接線短路，造成調節閥不能全開或全關。

　　3）極性接反會導致調節閥不動作。

　　4）電源線中間段故障，由于絕緣膠帶的失效，電線絕緣皮脫落造成線與線之間的短路，由于現場振動導致電線斷裂，導致調節閥動作不連續振蕩，不能全開或全關甚至是不動作。

　　5）由于調節閥維修過后接線失誤，導致調節閥故障。

　　6）調節閥輸出信號不穩定，導致調節閥操作波動。

　　2.3 定位器故障

　　1）反饋桿固定螺母松動脫落，反饋桿上的彈簧脫落，造成反饋桿的松動、脫落、卡澀，使調節閥振蕩。

　　2）定位器中的位置傳感器故障，當振動到壞點會導致中控室顯示超程，過一陣又恢復正常，通過更換可以解決。

　　3）定位器PID參數整定不合適。

　　2.4 調節閥閥體故障

　　1）調節閥閥芯或閥座磨損（介質的沖刷、鐵銹、焊渣等臟物的劃傷磨損），卡澀（介質中的各種雜質堵塞），密封不嚴（密封環磨損），導致閥全關時介質依然過量，無法控制。

　　2）調節閥盤根壓得過緊或過松，過緊使調節閥閥桿動作遲緩或跳躍，過松會使介質泄露，若是重油很有可能燃燒，造成很大的事故。

　　3）調節閥安裝時管道與閥體不同心，使調節閥受附加應力過大，造成振蕩，不能全開或全關等。

　　4）調節閥閥桿與連接件固定螺母松動，閥桿與閥芯不同心，導致閥關不死，所受應力增大，導致閥桿高頻振蕩，甚至斷裂。

　　5）調節閥膜頭故障，由于膜片長時間使用，老化變質，彈性變小，密封性變差，膜片漏氣，壓縮彈簧老化，彈性變小，斷裂，導致調節閥不能全開全關甚至失去控制。

　　6）調節閥閥芯脫落、閥芯與閥座卡死、閥桿彎曲或折斷會導致調節閥動作正常，但是起不到調節作用。

　　2.5 調節閥應用工況與原設計工況不符導致的故障

　　1）由于設計院給的設計參數（閥體的材質、填料的形式、調節閥的流開與流閉、流量特性的選擇及使用時的開度等）與現場實際不符出現故障。

　　2）由于工藝介質的變化，導致調節閥的工況滿足不了實際工況而造成故障。

　　3）流體流經調節閥時產生嚴重的閃蒸（液體流過調節閥的節流口時，速度上升，壓力下降，降到液體在該工況下的飽和蒸汽壓Pv時，便會汽化，分解出氣體形成兩相流動）、空化（節流后，速度下降，壓力回升，當壓力的恢復超過Pv時，不再繼續汽化，同時液體中的氣泡將還原為液體，這時氣泡破裂，產生較強的壓力沖擊波）、氣蝕（由于氣泡破裂產生的沖擊力極大，會嚴重地沖擊損傷閥芯、閥座表面，特別是密封面處，會產生蜂窩狀的損壞），造成調節閥的振蕩，材質的損壞及較大的噪聲。

　　4）現場有振動源（管道或基座），會導致調節閥接線松動，固定螺母松動甚至導致調節閥振蕩。

　　5）調節閥流通能力Cv值選得過大，經常在小開度下工作，介質對閥芯閥座的沖刷及流量特性均受很大影響，使調節閥振蕩。

　　6）調節閥流向裝反，導致流開與流閉的形式反向，不僅會影響調節閥的流量特性，還有可能使閥前后壓差過大，使閥開關所需的力增大，甚至導致閥桿斷裂。

　　7）調節閥在使用過程中，由于介質的壓力波動，閥芯相對于導向面作橫向運動（若閥芯與閥座間間隙較大，振動更加強烈），一般會產生頻率小于1500Hz的振動，當其頻率與調節閥的固有頻率相接近甚至相同時會產生共振，這種工況下的調節閥會產生嘯叫現象，以及極大的破壞力。

　　8）調節閥壓縮彈簧剛度不足，預緊力不夠也會導致調節閥振蕩。

　　9）當介質內含有雜質、異物卡在閥芯閥座處，會導致調節閥關不死，泄漏量增大。

　　10）由于介質高溫高壓（一般高于200℃），盤根會出現泄漏，而且填料壓蓋又不能壓得太緊，如果緊固解決不了，就必須更換，例如常減壓裝置的重油一旦泄漏，很容易發生事故。

　　11）調節閥閥蓋法蘭泄漏和閥體出現砂眼也會造成調節閥的外漏，外漏所造成的影響要比內漏更加嚴重。

　　解決及改進方案：

　　1）改變閥芯的流量特性

　　調節閥一般在開度相對較低的時候發生振動，采用改變調節閥流量特性的方法可以消除振動。如把快開特性改成直線特性、直線特性改成等百分比特性、等百分比特性改成雙曲線特性，可以在調節閥流量不變的情況下增大閥門的開度，從而可以避免調節閥在小開度下工作，有效地防止調節閥振動的發生。

　　2）改變安裝方向

　　改變閥門流向，由側進底出改為底進側出，即將流閉閥改成流開閥，通過改變流向消除振動現象，增加閥門運行穩定性。

　　3）改變閥門結構

　　由ASB拋物線型平衡式閥內件改為ABM籠式平衡式閥內件，介質流經閥芯流量孔后通過互相碰撞降低流速及消耗掉部分能量，達到閥門的穩定運行。

　　常二線控制閥101-FV-03302震蕩

　　現場調節閥最常見的故障就是震蕩，調節閥的波動過大會影響工藝操作平穩，產品質量不合格，甚至引起事故。震蕩現象雖然十分普遍，但引起震蕩的原因很多，故根據2013年12月13日常二線控制閥101-FV-03302的典型故障，總結出一個常規的分析解決方案，方法如下：

　　首先檢查氣路環節，即檢查風壓是否達到要求，風線接頭處是否漏氣，定位器是否漏氣等。具體步驟為：將其打到手動狀態，使閥開到一定開度，觀察閥位是否變化，其上面的小風表也會有靈敏的變化，可據此判斷定位器環節是否漏氣，若閥桿與膜頭連接處漏風，則說明膜片破損。經檢查后，發現定位器進氣模塊處漏風，隨后進行密封處理，漏氣現象消除，但閥還是震蕩，于是對調節閥進行自整定，看自整定能否消除震蕩現象。整定完后調節閥仍然震蕩，于是在此基礎上對其進行參數的調整以達到較快解決問題的目的。定位器中包含有PID參數，故而它也相當于一個調節器，因此對參數的調整會相對煩瑣一些，解決閥震蕩的參數只要有以下幾項：

　　1）將運行模式從“1.0自適應控制方式”下切換到“1.1固定控制方式”，觀察震蕩現象是否減小或消除，若無減小或消除，則進行下一步設置。

　　2） 調整“P1.2容差帶”，定位器的容差帶缺省設置在0.68%，而針對震蕩的閥則應適當增大其容差帶，但保證容差帶總是比死區大0.2％以上。

　　3） P7.0與P7.1是開向與關向放大比例，數值較高，控制速度快，但同時影響穩定性，數值太大將會引起波動。

　　4） P7.2與P7.3是開向與關向積分時間，數值較高，控制速度快，但同時影響閥位精度。

　　5） P7.4與P7.5是開向與關向微分，使調節閥的閥桿提前啟動和制動，但數值過大，會降低其抗干擾能力。

　　6） P7.6與P7.7是開向與關向偏移量，數值大了，會引起波動，數值小了，動作速度慢（注：ABB定位器P7組態菜單中的各個項目主要是調節PID參數，根據調節閥具體的震蕩形式、開關閥的具體情況要進行針對性的設定）。

　　7）經過以上的參數調整，閥不再震蕩后，即可保存修改參數，將調節閥投用。若震蕩現象沒有得到減小或效果不明顯，可將定位器中的IP模塊進行專項檢查，看是否出現進水受潮或電路問題，若無法維修，可以試著更換新的定位器解決此問題。

　　4 調節閥的日常維護

　　為了降低調節閥出現故障的概率，日常對其進行的維護保養工作也尤為重要，羅列出下面幾項措施：

　　1）定位器、減壓閥定期排污（油、水）。

　　2）檢查反饋桿是否松動與脫落。

　　3）檢查附件各壓力表是否損壞，氣源壓力是否符合調節閥銘牌上的額定值。

　　4）檢查調節閥膜頭是否漏氣，氣源管是否破裂、漏氣。

　　5）檢查調節閥上下膜蓋上排氣孔是否堵塞（氣開式有進雨水的可能）。

　　6）檢查調節閥的填料是否有泄漏。

　　7）檢查調節閥的上閥蓋與閥體接觸面是否泄漏。

　　8）檢查進線口是否密封，各螺栓連接件部分是否銹蝕，是否需要防腐。

　　9）檢查調節閥的手輪是否處于自動位置，未處于自動位置的是否屬于限位，是否有記錄。

　　10）保持調節閥的整體衛生清潔。

　　11）防水，閥門要做防雨罩。

　　12）檢查閥門的固定是否牢固，是否有振動。

　　13）檢查機械齒輪是否有卡的現象，要定期潤滑保養。

　　14）檢查反饋桿等運動部分要定期潤滑，保證靈活可靠。

　　5 結論

　　調節閥是自動控制系統中一個重要環節，其運行情況的準確、穩定直接影響控制系統的控制質量。因此，做好調節閥日常巡檢和維護保養工作，可大幅度提高調節閥使用的平穩率，當出現故障時，能做好原因分析、制定解決方案、事后總結等一系列工作，對自己的儀表水平是一種提升，更是為生產的平穩操作保駕護航。