控制閥常見的故障分析及解決方法
日期：2021/03/24
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控制閥在煉油及化工行業應用廣泛，是生產過程中用來控制流體流量、壓力和液位的一種常用的調節設備。在控制閥的應用中，計算和選型是前提，安裝和調試是關鍵，使用和維護是目的。控制閥如果選型不當，安裝不當或者調試不好，就起不到調節作用。因此熟悉掌握控制閥工作原理和維修技能相當重要，今天小閥給大家介紹氣動控制閥常見的故障和處理方法。
控制閥原理
氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、薄膜為執行機構，并借助電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥，保位閥等附件，實現開關量或者連續調節，接收DCS的控制信號來調節介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動閥主要分為氣開型和氣關型兩種，特點是控制簡單、反應快速、本質、不需要采用防爆措施。
控制閥故障形式及原因
氣動控制閥故障形式主要為：內漏閥門不動作、開度波動較大、出現卡塞現象、動作正常但流量未變化。原因主要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養不到位、閥門品質問題、選型或者設計原因、氣動元件故障。
01
閥體故障及對策
常見故障
1）蝶閥金屬閥座損壞導致閥體被卡住；蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓滑絲，主要表現為閥軸看起來已經動作但實際閥芯并未動作
2）球閥閥體內部磨損導致閥門容易被卡或者閥門動作遲緩；球閥軟密封墊圈損壞導致閥門內漏或者被卡。
3）半球閥閥軸軸套損壞導致閥門動作困難。
4）蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導致蒸汽泄漏；蒸汽閥消音板脫落，導致閥門經常被卡住而且管道噪音異常大。
5）閥桿內部磨損或者腐蝕導致閥門內漏；閥桿填料處密封件損壞而泄漏。
原因對策
1）閥芯閥座泄漏的產生原因為閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕，執行機構作用力太小，閥座螺紋被磨損而松動。故障處理方式：改善研磨結合面，調整執行機構和閥桿的連接，擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。
2）閥座環與閥體之間泄漏的產生原因為擰緊力矩太小，閥體表面光潔度差，墊片不合適，閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式：擰力，重新清洗和處理閥體，更換合適的墊片，重新將閥體焊接處理。
3）填料泄漏的產生原因為閥桿光潔度不好或者產生彎曲，填料蓋沒有壓緊或者填料類型不合理，填料層堆得太高，填料出現腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式：磨光閥桿并壓直，重新擰緊或更換填料；安裝間隔環，減少高度，改為性能好的填料，修理更換壓蓋及相關的法蘭螺栓等。
4）閥桿及閥振動而導致閥桿連接處脫開或者折斷，產生原因為力矩太大，銷子連接不合適。故障處理方式：改用閥芯閥桿整體件或者焊接閥芯，將連接件連接牢固，振動因數。閥振動的產生原因為密封填料泄漏，旁路未調好，定位器增益太高，支撐不好有振動源。故障處理方式：潤滑填料并調整，重新調整旁路，選用低增益型定位器，將閥固定牢固避開振動源。
1）執行機構限位螺栓脫落導致氣缸漏氣，引起閥門不能動作或者動作遲緩，達不到預定開度。
2）氣缸O形密封環損壞導致漏氣，引起閥門動作困難或者不能動作。
3）氣缸活塞變形導致摩擦力增大，氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣，從而引起閥門動作困難。
4）氣缸帶動閥體動作的聯動機構松脫或者生銹導致閥門動作困難。
5）氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導致閥門動作困難。
原因對策
1）活塞密封處泄漏的產生原因為氣缸光潔度太差；活塞環裝配密封性不夠，密封環使用溫度過高，密封件使用時間太長損壞。故障處理方式：研磨氣缸并重新調整氣缸限位螺栓，根據使用溫度重新選擇密封環，更換時應正確安裝。
2）氣缸限位螺栓松動的處理方式：重新將螺栓擰緊。
3）活塞摩擦力大的處理方式：重新涂潤滑油，重新清洗及研磨氣缸和活塞。
4）閥門動作困難不能達到固定行程，執行機構彈簧定值不夠或者彈簧損壞，限位塊位置不準。處理方式：校準、重調、更換彈簧。
常見故障
1）定位器電路板故障引起閥門動作不正常。
2）小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常，原因為儀表空氣潔凈度不高，或者有臟物進入定位器內部導致小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。
3）定位器比例閥損壞引起閥門動作異常。
4）滑動變阻器損壞導致閥門定位不準，引起閥門動作出現異常，主要原因為環境溫度過高且有水等其他液體進入導致變阻器損壞。
5）定位器氣源接口的O形密封環斷裂，導致斷裂的O形密封環卡住小滑閥閥桿，使之不能動作。
6）定位器葛蘭頭處密封性不好，導致定位器電路板進水損壞。
7）因管道振動過大，周圍環境溫度過高，濕度過大，引起電路板出現故障。
原因對策
1）葛蘭頭處密封問題導致定位器進水引起電路板損壞。故障處理方式：提高葛蘭頭密封性，從而避免定位器內部進水導致電路板損壞。
2）因儀表空氣濕度大且灰塵較多，導致小滑閥進入臟物而引起小滑閥磨損，從而使閥門動作不正常。故障處理方式：增加空氣過濾器以改善儀表空氣質量。
3）因周邊溫度過高、濕度過大、振動過大導致滑動變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方式：將電路板和小滑閥及滑動變阻器分離，做成分離式閥門定位器。
4）因定位器O形密封環經常斷裂，導致小滑閥閥桿被卡住，主要原因為氣源壓力過大，正常情況應為0.5MPa左右，高于0.5MPa時會導致密封圈老化加快，容易損壞。故障處理方式：使氣源壓力保持在0.4MPa左右，另外需提供質量更好的密封圈。
常見故障
1）工藝參數改變導致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。
2）因介質原因導致閥體結垢，引起閥門動作異常。
3）因管道堵塞引起的閥門不能正常動作。
4）因設計選型原因，執行機構偏小，力矩不夠，閥門不能正常動作，閥體材質不合適，導致閥體損壞。
原因對策
1）壓差過大導致控制閥不能正常開啟。處理方式：在控制閥前后加裝1臺旁通閥。
2）因工藝原因閥體結垢而導致控制閥不能正常開啟。處理方式：增加沖洗水管，另外定期拆開閥門清洗閥體，必要時打磨閥芯。
3）管道堵塞導致控制閥不能動作。處理方式：優化方式，盡量不使管道堵塞，另外拆開管道沖洗閥門。
4）關于設計選型問題。處理方式：在設計階段盡量優化各種工藝參數，保證選型時不會因為工藝參數不準導致選型出現問題。
常見故障
1）I/O卡件損壞沒有信號輸出導致控制閥不能動作。
2）DCS輸出信號不穩定，導致控制閥開度波動，使控制閥動作不正常。
3）控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動導致信號不正常從而引起控制閥動作不正常。
4）由于保養不到位導致定位器進水，氣缸腐蝕漏氣，氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制閥動作不正常。
5）由于巡查不細致，隱患未及時發現導致進一步擴大，終引起控制閥動作異常。
原因對策
日常應做好維修保養和巡檢工作，發現隱患及時處理；當控制閥開度出現波動時及時檢查PID參數設置是否正確并及時調整參數。
1）氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣導致氣源壓力偏低，使控制閥動作出現異常。
2）空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟導致控制閥動作出現異常。
3）氣源壓力偏低或者氣源未開導致控制閥動作出現異常。
原因對策
1）更換質量更好的氣源軟管或者空氣過濾器；定期巡檢，發現氣源軟管或者空氣過濾器有破損漏氣跡象時，或者濾芯過臟需找機會盡快更換。
2）調整氣源壓力滿足氣動閥門小氣源壓力要求。
控制閥原理
氣動控制閥以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、薄膜為執行機構，并借助電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥，保位閥等附件，實現開關量或者連續調節，接收DCS的控制信號來調節介質的流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動閥主要分為氣開型和氣關型兩種，特點是控制簡單、反應快速、本質、不需要采用防爆措施。
控制閥故障形式及原因
氣動控制閥故障形式主要為：內漏閥門不動作、開度波動較大、出現卡塞現象、動作正常但流量未變化。原因主要有：閥體故障、氣缸故障、定位器故障、DCS故障、控制電纜故障、維修保養不到位、閥門品質問題、選型或者設計原因、氣動元件故障。
01
閥體故障及對策
常見故障
1）蝶閥金屬閥座損壞導致閥體被卡住；蝶閥固定插銷脫落或者半球閥閥芯與閥桿連接螺栓滑絲，主要表現為閥軸看起來已經動作但實際閥芯并未動作
2）球閥閥體內部磨損導致閥門容易被卡或者閥門動作遲緩；球閥軟密封墊圈損壞導致閥門內漏或者被卡。
4）蒸汽閥閥桿密封因高溫老化導致蒸汽泄漏；蒸汽閥消音板脫落，導致閥門經常被卡住而且管道噪音異常大。
5）閥桿內部磨損或者腐蝕導致閥門內漏；閥桿填料處密封件損壞而泄漏。
原因對策
1）閥芯閥座泄漏的產生原因為閥芯閥座表面磨損或者被腐蝕，執行機構作用力太小，閥座螺紋被磨損而松動。故障處理方式：改善研磨結合面，調整執行機構和閥桿的連接，擰緊螺栓或者更換閥芯閥座。
2）閥座環與閥體之間泄漏的產生原因為擰緊力矩太小，閥體表面光潔度差，墊片不合適，閥體有小孔或者有毛刺。故障處理方式：擰力，重新清洗和處理閥體，更換合適的墊片，重新將閥體焊接處理。
3）填料泄漏的產生原因為閥桿光潔度不好或者產生彎曲，填料蓋沒有壓緊或者填料類型不合理，填料層堆得太高，填料出現腐蝕坑或者填料蓋變形損壞。故障處理方式：磨光閥桿并壓直，重新擰緊或更換填料；安裝間隔環，減少高度，改為性能好的填料，修理更換壓蓋及相關的法蘭螺栓等。
4）閥桿及閥振動而導致閥桿連接處脫開或者折斷，產生原因為力矩太大，銷子連接不合適。故障處理方式：改用閥芯閥桿整體件或者焊接閥芯，將連接件連接牢固，振動因數。閥振動的產生原因為密封填料泄漏，旁路未調好，定位器增益太高，支撐不好有振動源。故障處理方式：潤滑填料并調整，重新調整旁路，選用低增益型定位器，將閥固定牢固避開振動源。
02
氣缸故障原因及對策
常見故障氣缸故障原因及對策
1）執行機構限位螺栓脫落導致氣缸漏氣，引起閥門不能動作或者動作遲緩，達不到預定開度。
2）氣缸O形密封環損壞導致漏氣，引起閥門動作困難或者不能動作。
3）氣缸活塞變形導致摩擦力增大，氣缸螺栓松動引起氣缸漏氣，從而引起閥門動作困難。
5）氣缸容量偏小或者氣缸彈簧故障導致閥門動作困難。
原因對策
1）活塞密封處泄漏的產生原因為氣缸光潔度太差；活塞環裝配密封性不夠，密封環使用溫度過高，密封件使用時間太長損壞。故障處理方式：研磨氣缸并重新調整氣缸限位螺栓，根據使用溫度重新選擇密封環，更換時應正確安裝。
2）氣缸限位螺栓松動的處理方式：重新將螺栓擰緊。
3）活塞摩擦力大的處理方式：重新涂潤滑油，重新清洗及研磨氣缸和活塞。
4）閥門動作困難不能達到固定行程，執行機構彈簧定值不夠或者彈簧損壞，限位塊位置不準。處理方式：校準、重調、更換彈簧。
03
定位器故障原因及對策
定位器故障原因及對策
常見故障
1）定位器電路板故障引起閥門動作不正常。
2）小滑閥損壞或者有磨損引起閥門動作異常，原因為儀表空氣潔凈度不高，或者有臟物進入定位器內部導致小滑閥磨損從而引起閥門動作異常。
3）定位器比例閥損壞引起閥門動作異常。
4）滑動變阻器損壞導致閥門定位不準，引起閥門動作出現異常，主要原因為環境溫度過高且有水等其他液體進入導致變阻器損壞。
5）定位器氣源接口的O形密封環斷裂，導致斷裂的O形密封環卡住小滑閥閥桿，使之不能動作。
6）定位器葛蘭頭處密封性不好，導致定位器電路板進水損壞。
7）因管道振動過大，周圍環境溫度過高，濕度過大，引起電路板出現故障。
原因對策
1）葛蘭頭處密封問題導致定位器進水引起電路板損壞。故障處理方式：提高葛蘭頭密封性，從而避免定位器內部進水導致電路板損壞。
2）因儀表空氣濕度大且灰塵較多，導致小滑閥進入臟物而引起小滑閥磨損，從而使閥門動作不正常。故障處理方式：增加空氣過濾器以改善儀表空氣質量。
3）因周邊溫度過高、濕度過大、振動過大導致滑動變阻器及電路板頻繁損壞。故障處理方式：將電路板和小滑閥及滑動變阻器分離，做成分離式閥門定位器。
4）因定位器O形密封環經常斷裂，導致小滑閥閥桿被卡住，主要原因為氣源壓力過大，正常情況應為0.5MPa左右，高于0.5MPa時會導致密封圈老化加快，容易損壞。故障處理方式：使氣源壓力保持在0.4MPa左右，另外需提供質量更好的密封圈。
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工藝及設計引起的故障及對策
工藝及設計引起的故障及對策
常見故障
1）工藝參數改變導致管道壓差過大等原因引起的閥門不能動作。
2）因介質原因導致閥體結垢，引起閥門動作異常。
3）因管道堵塞引起的閥門不能正常動作。
原因對策
1）壓差過大導致控制閥不能正常開啟。處理方式：在控制閥前后加裝1臺旁通閥。
2）因工藝原因閥體結垢而導致控制閥不能正常開啟。處理方式：增加沖洗水管，另外定期拆開閥門清洗閥體，必要時打磨閥芯。
3）管道堵塞導致控制閥不能動作。處理方式：優化方式，盡量不使管道堵塞，另外拆開管道沖洗閥門。
4）關于設計選型問題。處理方式：在設計階段盡量優化各種工藝參數，保證選型時不會因為工藝參數不準導致選型出現問題。
05
DCS原因引起的故障及對策
DCS原因引起的故障及對策
常見故障
1）I/O卡件損壞沒有信號輸出導致控制閥不能動作。
2）DCS輸出信號不穩定，導致控制閥開度波動，使控制閥動作不正常。
3）控制電纜損壞或者絕緣不好、接線松動導致信號不正常從而引起控制閥動作不正常。
4）由于保養不到位導致定位器進水，氣缸腐蝕漏氣，氣源管卡套脫落漏氣等原因引起控制閥動作不正常。
5）由于巡查不細致，隱患未及時發現導致進一步擴大，終引起控制閥動作異常。
原因對策
日常應做好維修保養和巡檢工作，發現隱患及時處理；當控制閥開度出現波動時及時檢查PID參數設置是否正確并及時調整參數。
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氣動元件損壞導致的故障及對策
常見故障氣動元件損壞導致的故障及對策
1）氣源軟管老化破損或者不銹鋼氣源管漏氣導致氣源壓力偏低，使控制閥動作出現異常。
2）空氣過濾器斷裂或者過濾器濾芯過臟導致控制閥動作出現異常。
3）氣源壓力偏低或者氣源未開導致控制閥動作出現異常。
原因對策
1）更換質量更好的氣源軟管或者空氣過濾器；定期巡檢，發現氣源軟管或者空氣過濾器有破損漏氣跡象時，或者濾芯過臟需找機會盡快更換。
2）調整氣源壓力滿足氣動閥門小氣源壓力要求。
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