自动调节系统执行器常见故障分析及对策

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自动调节系统执行器常见故障分析及对策

摘　要: 本文主要对石油化工生产过程中，自动调节系统内的执行器常见故障原因进行了分析和探讨，并提出了相应的处理方法。
关键词: 执行器；调节阀；阀芯;；阀座

执行器是自动调节系统中一个重要的组成部分，它在调节系统中的作用就是接受从调节器来的控制信号，使调节机构的开度产生相应的变化，改变被调介质的流量，使被调参数维持在工艺过程规定的范围内。在生产现场，执行器作业自动调节系统的终端执行装置，直接与高压、高温、深冷、剧毒、易燃、易爆、强腐蚀、高粘度、易结品等特殊介质接触，该仪表的正确选择、安装、维修及动作过程的灵敏与否，直接关系到调节质量的好坏。依据实际工作的现场统计数据，在简单和复杂的调节系统中，有半数的故障都是集中在执行器上。因此，保证执行器的正常运行就显得十分重要和必要。
1　执行器常见故障形式及原因  
1. 1　推杆动作迟钝或不动作
执行器长期工作在生产现场，直接与各种工艺介质接触，在检查维护、测试及运行过程中经常出现执行机构中的推杆动作迟钝或无法动作的故障，须认真检查执行机构中滚动膜片，垫片是否老化、破裂，因为膜片的老化或破裂会导致标准压力信号的泄气，使与其相连接的推杆动作迟缓或不动作。
1. 2　测试运行过程中回差比较大
执行器的回差是指在同一输入信号上所测得的正、反行程的最大差值。回差一般情况下是由于仪表本身机械零部件松动或执行机械中推杆弯曲引起的，这时需要认真检查与推杆相连接的压缩弹簧有无损伤，同时观测推杆是否变形弯曲、划伤，上、下阀座连接螺栓有无异常现象，是否对称，特别是用缠绕热片密封的调节阀更应该注意这些方面的问题，有时回差过大也与密封填料压得太紧有关，应及时作相应的调整。
1. 3　流体泄漏
1.3.1　阀杆长短选择不合适泄漏　气开阀是指有压力信号时阀开的执行器。反之为气关阀。它们是由执行机构的正、反作用和调节阀的正、反作用组合而成。气开阀如图1中的(a)、(b)，气关阀如图1中的(c)、(d)所示。




当执行机构中的膜片接受到标准气压信号时如果阀杆太长或太短，阀杆向上(或向下)移动距离不够，就造成了阀芯和阀座之间的间隙，使其不能很充分接触，导致调节阀关不严而发生内漏现象。
1.3.2　填料泄漏　在执行器内部存在有多处密封
装置，密封面的损伤，阀杆连接处弹簧被腐蚀或失去弹性以及阀座与阀体连接螺纹松动，都是造成泄漏的主要因素，填料装入填料函后，经压盖对其施加轴向压力，由于填料的可塑性，使其产生径向的压力与阀杆紧密接触。调节阀在使用过程中，阀杆与填料之间存在着频繁轴向运动，同时伴随着高温、高压和渗透性强的流体介质及填料自身老化等因素的影响，就会使填料界面发生泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏现象(即压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏的现象)。
1.3.3　阀芯、阀座变形泄漏阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中铸造、锻造缺陷造少戊的，细小的砂眼、局部的磨损都会导致冲刷腐蚀速度的加快。在调节阀中腐蚀主要以浸蚀和气蚀为主，它们都是由于流体介质在阀体内的流动所引起。当强酸、强碱等腐蚀性介质在通过阀体时，会对阀芯，阀座产生冲刷腐蚀，导致阀芯变形与阀座不配套，产生间隙而发生泄漏。
1. 4　卡堵
执行器的调节机构发生卡堵，主要是由于管道中的硬渣在节流口、阀芯与阀座之间的导向面部位、下阀盖平衡孔内造成堵塞，使阀芯动作迟钝或只能上不能下，导致不能动作或动作过头的现象，常发生于新投运系统和大修后投运初期。
1.5　振荡和噪声
当调节阀的流通能力选取值过大时，造成调节阀前后压力比较大，当调节阀的弹簧钢度不足时，就产生阀体的振荡。当流体流经调节阀，如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象，使流体产生噪声。这些现象的产生都会影响执行器平稳运行。
2　执行器故障的处理方法
从以上执行器出现的故障原因分析来看，对于气动执行器在运行过程中或检修时应重点检查下列部位:阀芯、阀杆、阀座、阀体、内壁、膜片和弹簧、密封填料，针对这些部位出现的各种问题采用适当的方法予以处理。

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　　(1) 阀芯长期受介质冲蚀，可能会出现腐蚀、磨损损坏严重时应进行更换。
(2) 检查阀杆表面有无刻痕，是否光滑、弯曲，若损坏过多或直径过细应及时更换。
(3) 检查阀座锥形密合面的损坏程度，然后检查阀座的螺纹内表面有无因受腐蚀而使阀座松动，损坏程度较轻可经修理后继续使用，否则应更换。
(4) 在高压差和腐蚀介质的情况下，阀体内壁出现缺陷或剥损时，应及时补焊修理。
(5) 检查膜片和密封圈有无老化、破裂、压缩弹簧有无损伤，如果发现问题要及时更换。
(6) 采用石棉绳填料的，应检查有无干涸，要常注润滑油;采用聚四氟乙烯填料时，应检查有无老化和接触面损坏，如发现问题应及时更换，为了有效地保护阀杆填料函的密封，保证填料密封的可靠性和长期性，填料可以选用气密性好、摩擦力小的柔性石墨。
(7) 对振荡和噪声可以通过调整弹簧钢度，更换节流元件，减小阀内可动零件导向间隙，改变流动方向，限制阀座前后压差，合理选用阀体结构来消除。
3结语
通过对执行器常见故障的分析，有针对性地采取合适的维修方法，将会大大延长执行器的使用寿命，降低自动化仪表的故障率，有效提高调节系统的质量水平，确保自动调节装置长周期、高效率的运行。
参 考 文 献
[1] 陈荣.模拟调节仪表IMI.化学工业出版社，1994.
[2] 梁雪萍.调节阀故障原因分析及处理方法[J].化工自动化及不义表，2000，27（5）: 63- 64.
[3] 厉玉鸣.化工仪表及自动化[M]. 北京:化学工业出版社，1998