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1、控制阀常见故障与对策1.摘要：在自动化程度较高的现代控制系统中，控制阀作为自动调节系统的一部分，接受控制信号实现对相应工艺流程的控制。它的动作灵敏性直接关系着控制系统的质量，它的运行可靠性也保障着工艺装置的正常运行和安全生产。根据现场实际统计，大约有70%1 左右的系统故障都是由控制阀的不正常工作而引起的。因此总结分析控制阀的常见故障和对策是非常有意义的。本文将通过控制阀卡死现象与对策，控制阀泄漏现象与对策这两个主要方面来详细阐述控制阀的故障与对策。关键词：卡死，泄露，热膨胀，颗粒物2.控制阀卡死现象与对策卡死现象是控制阀故障中一个主要的问题，常出现在工程刚投运的时候或是大修后投入运行的初期阶
2、段。一般出现此情况的主要原因是由管道内的杂质造成，或是导向部位因摩擦过大造成堵塞使介质流通不畅造成。以下从控制阀型号分类来逐一分析。2.1顶部导向型单座调节阀的卡死2.1.1热膨胀卡死现象：对于碳钢（SCPH2/A216-WCB,SCPH21/A217-WC6）阀体，阀内件中导向套用的材质是SUS440B/SUS440C/2Cr13，阀芯用的材质是经过各种处理的不锈钢（SUS316）。由于不锈钢阀芯导向部分的热膨胀系数和导向套使用的材质SUS440B/SUS440C/2Cr13的热膨胀系数不同，在不同工况温度下两者膨胀范围也不同。设计考虑的阀芯导向部分和导向套的间隙在中低温时不会卡死，但当温度
3、超过350时，标准间隙无法补偿热膨胀而容易造成卡死。对策：（1）要求制造厂家根据流体温度计算合适的间隙，并对导向套内径进行修正。（2）把导向套材质改为不锈钢SUS316/STELLITED,拥有与阀杆相同的材质。2.1.2.颗粒物/聚合物等引起的导向套的卡死现象：由于介质当中含有杂质等颗粒物或是管道内的焊渣和铁锈在节流口，颗粒物或粉尘，具体包括结晶体，聚合物，焊渣或浆液等进入导向套间隙，由于温度剃度变化而结晶或是聚合，容易造成导向套和阀杆之间的卡死。对策：（1）取消平衡孔防止流体进入导向套。（2）把一组填料安装于导向套前，阻止流体进入导向套。 以上也称为SLURRY对策。2.1.3颗粒物等引起
4、的小尺寸阀芯的卡死现象：对于小尺寸阀芯，含有颗粒物等杂质的介质很容易造成阀芯与阀座之间的堵塞。对策：.针对针型阀芯，把阀芯改为V型切口阀芯，将狭小的环形流道集中在扇形流道内。2.2套筒导向型双座调节阀的卡死热膨胀卡死：现象：对于套筒导向型双座调节阀，套筒和阀芯之间必须拥有一个合理的间隙。如果间隙过小，受压力和温度的作用，套筒和阀芯变形，从而造成卡死现象。如果两者之间的间隙太大，流体对阀芯的冲击容易产生振荡。对策：（1）增大套筒、阀芯构件的强度，减少阀内件受温度和压力的影响，同时根据使用温度修正两者间隙。（2）改用其他更先进的结构。如使用KOSO生产的501G平衡密封环的结构。2.3 调节球阀的
5、卡死：2.3.1热膨胀卡死现象：对于旋转阀来说，轴向和径向都要留有一定空隙才能让球面在阀体中来回旋转。但由于热膨胀，轴向和径向的空隙会因为温度的升高而消失，造成轴向或径向的卡死。球阀就不能顺利开关控制流体。对策：.要求制造厂家根据流体的温度，计算径向或是轴向热膨胀系数，进行温度补偿，一般温度大于200才有必要进行计算和补偿。2.3.2颗粒物/聚合物等引起的轴承的卡死现象：与顶部导向单座阀中颗粒物/聚合物等引起的导向套的卡死现象类似。对策：（1）底轴承表面涂树脂防止液体进入。（2）将一组填料安装与轴承前，阻止流体进入导向套。2.4蝶阀的卡死:2.4.1热膨胀卡死现象：和球阀由于热膨胀卡死的现象及
6、原因相同，轴向和径向的空隙会因为温度的升高而消息，造成轴向或径向的卡死。同时，阀板和阀座的间隙会由于热膨胀而消失，容易造成卡死现象。对策：（1）要求制造厂家根据流体温度，计算轴向或径向的热膨胀系数，进行温度补偿，一般温度大于200才有必要进行计算和补偿。（2）阀座设计为弹性结构，自动补偿温度的变化。2.4.2颗粒物/聚合物等引起的轴承的卡死蝶阀因为颗粒物/聚合物等引起的轴承卡死的现象，产生原因及解决对策与顶部导向单座调节阀的卡死状况相同。可以采取SLURRY对策，或将导向轴承安装在阀体填料外部。3. 控制阀泄漏现象与对策泄漏现象也是控制阀出现故障的主要原因之一。泄漏不仅造成了控制阀调节精度的降
7、低，更重要的是给周围环境带来危害，对于有毒，有害，易燃，易爆及腐蚀性的泄漏等，严重的威胁人身安全。以下将通过填料泄漏，上阀盖泄漏，阀芯、阀座变形泄漏和阀内漏现象四个方面来阐述。3.1填料泄漏现象造成填料泄漏的现象有很多，主要有以下几点：（1）填料孔的加工精度不够及填料自身质量的问题：由于填料质量不过关，填料与阀杆间容易造成界面泄漏，加上填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因，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。（2）多弹簧执行机构的一组弹簧的一致性较差：由于多弹簧执行机构中的任一组弹簧的一致性较差，阀杆和填料之间的相对运动就不是单纯的轴向运动。所以两者的接触并不是很均匀的
8、，有些部位接触的松，有些部位就会接触的紧，造成填料局部磨损严重，介质就容易沿着空隙部位向外泄漏。（3）阀杆表面的加工精度不高：由于加工精度的原因，填料与阀杆之间不能做到紧密配合，容易造成介质的泄漏。（4）少数流体的强渗透性（热煤油，热柴油等）及腐蚀性：对于高温、高压和渗透性强的流体介质，压力介质会沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏。对于强腐蚀的介质，流体会通过间隙腐蚀阀杆从而造成阀杆变细，引起泄漏。例如：在石棉填料中，氯离子会腐蚀阀杆表面，造成泄漏。另外，石墨类填料会造成对不锈钢阀杆的腐蚀。对策：1.V型填料一定要有填料弹簧，造成预紧力，并补偿自动磨损2.编织型填料增加动态补偿弹簧，补偿填料的
9、磨损3.填料函与填料接触部分表面要精加工，以提高表面光洁度，减少填料磨损3.2套筒阀上阀盖泄漏现象对于碳钢阀体时，阀内件若选用SUS303/SUS304/SUS316不锈钢材质，在常温下压紧的阀座垫圈和上阀盖，当流体温度超过250，由于阀体和上阀盖为碳钢，其热膨胀系数和不锈钢SUS303/SUS304/SUS316的热膨胀系数不同，压紧的垫圈松动而造成外漏。对策：碳钢阀体时，标准选用的阀内件材质为SUS410/SUS630/A182-F11/STELLITED/INCONEL等热膨胀系数与阀体接近的材料。3.3阀的内漏现象造成控制阀的内漏往往来自于3个方面：（1）阀芯与阀座间的泄露：阀芯与阀座
10、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，流体介质的冲刷均可造成控制阀的泄漏。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。（2）阀座与阀体间的泄漏：阀体的变形压迫造成阀座口变形：在高压，高温或是腐蚀性介质冲刷下，阀体很容易在长时间使用下造成变形，阀体的变形压迫直接造成阀座口的变形，造成泄漏。（3）双座阀结构本身泄漏大对策：（1）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。（2）加强阀座密封面的结构设计与加工（3）增强阀体设计强度（4）尽量选用单密封面的套筒阀（5）增强阀内件的强度4.结束语通过以上对控制阀卡死现象与泄漏现象原因及对策的分析，采取适当的处理、改进办法，将大大提高控制阀的利用率，降低仪表故障率，对流程工艺的生产效率和经济效益的提高以及能源消耗的降低都有着重要作用，可有效提高控制系统的质量，从而确保生产装置长周期运行。5. 参考文献：影响调节阀安全运行因素及对策，调节阀的预先维护及故障检修指南
