控制閥使用與維修

1、控制閥使用與維修控制閥使用與維修一、概述二、控制閥的發(fā)展歷程三、控制閥的組成與分類四、控制閥結構詳解五、控制閥的安裝與調試六、控制閥的維護和常見的故障一、概述執(zhí)行機構是自動調節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分，通常用其來調節(jié)流入（或流出）調節(jié)對象的物質或能量，以實現對生產過程中各種工藝參數的自動控制，所以又稱為調節(jié)系統(tǒng)的終端控制元件。一個自動調節(jié)系統(tǒng)即使設計合理、裝置設備先進，但如果調節(jié)機構選擇不當，如特性不好或調節(jié)范圍不合適，仍然會使調節(jié)系統(tǒng)出現異常。 由于調節(jié)機構直接與工作介質接觸，使用條件惡劣，所以容易出現故障，比如控制閥尺寸選擇不合理或特性不適宜，使調節(jié)質量不高；控制閥通流部分被腐蝕、堵塞，使其工作

2、特性變壞；控制閥的機械性能差，動作不靈敏或產生振蕩等。因此我們在對氣動執(zhí)行機構進行檢修和維護時，必須對調節(jié)機構的結構、原理、特性等進行了解，以保證工作的順利進行，這是保證自動調節(jié)系統(tǒng)正常工作的基礎。 一、概述CvCv值概念值概念流量系數Cv值是儀表控制閥的重要參數，它反映控制閥的能力（容量），根據Cv值的大小來確定控制閥的公稱通徑。Cv值的定義是：閥處于全開狀態(tài)，兩端壓差為1pound/inch2的條件下，60 （15.6）的清水，每分鐘通過閥的美加侖數。按公制定義的流量系數符號為Kv，Kv與Cv的關系是Cv=1.17KV。一、概述其它概念其它概念流開流開：在節(jié)流口，介質的流動方向向著閥打開方

3、向流動時，叫流開。流閉流閉：在節(jié)流口，介質的流動方向向著閥關閉方向流動（時，叫流閉。氣關氣關：氣源壓力增加時，推桿向下移動，閥芯處于關的位置時，叫氣關。（一般從上方進氣）。氣開氣開：氣源壓力增加時，推桿向上移動，閥芯處于開的位置時，叫氣開。（一般從下方進氣）?？烧{比可調比：控制閥所能控制的最大流量(Qmax)與最小流量(Qmin)之比，稱為控制閥的可調比。流量特性流量特性：被調介質流過閥門的相對流量(Q/Qmax)與閥門的相對行程(l/L)之間的關系稱為控制閥的流量特性。(直線流量特性、等百分比流量特性、快開流量特性) 。一、概述流量特性流量特性二、控制閥的發(fā)展歷程控制閥的概念控制閥的概念可以

4、追溯到古羅馬時期，人們?yōu)榱宿r作物灌溉而開發(fā)的相當復雜的水系統(tǒng)，采用了旋塞閥和柱塞閥。二、控制閥的發(fā)展歷程滑動閥桿(Sliding Stem)的概念是由吉米瓦特(James Watt)在其飛球式調節(jié)器應用中發(fā)明的。二、控制閥的發(fā)展歷程液位式控制閥原理圖這種控制器的原型是由俄國的波爾祖諾夫（.）在1765年發(fā)明的蒸汽機鍋爐的水位自動調節(jié)器。二、控制閥的發(fā)展歷程現代控制閥的發(fā)明現代控制閥的發(fā)明1880年，一位名叫William Fisher(美國Marshall城市水廠)的工程師發(fā)明了一種恒壓泵調節(jié)器(控制閥)。1906年Fisher去世，他的妻子Martha繼續(xù)經營公司，知道把公司交給他們的兒子J

5、asper。二、控制閥的發(fā)展歷程FISHER公司從那時起到現在過去了132年，FISHER公司總部一直設在Marshall own,IOWAState,USA。二、控制閥的發(fā)展歷程全球控制閥市場份額表1882年William B.Mason創(chuàng)立了MASON調節(jié)器公司，既后來的Masoneilan公司的前身。 Mason+neilan=Masoneilan二、控制閥的發(fā)展歷程二、控制閥的發(fā)展歷程1907年SANDVOSS五兄弟在德國成立了SAMSONSAMSON公司。Neilan公司生產出了具有球面軸承導向的堅固的多彈簧薄膜執(zhí)行機構，到1930年左右，這些閥門已經發(fā)展成了今天我們熟知的直通單雙座

6、控制閥。二、控制閥的發(fā)展歷程二、控制閥的發(fā)展歷程1906年，山口武彥（YAMAGUCHI TAKEHIKO創(chuàng)立了山武公司。1933年，YAMATAKE（山武公司）生產出了全日本第一臺調節(jié)閥。二、控制閥的發(fā)展歷程MasoneilanCamflex(Series 35002)Valve PositionerV-BALL Control Valve二、控制閥的發(fā)展歷程Lined Butterfly Control ValveVALTEK ValveVALTEK Control Valve二、控制閥的發(fā)展歷程Smart I/P Positioner分級減壓，多級節(jié)流二、控制閥的發(fā)展歷程低溫型上蓋 波紋

7、管密封上蓋控制閥的發(fā)展與工業(yè)生產過程控制的發(fā)展密切相關?？刂崎y的發(fā)展與提高產品質量，降低原材料消耗等緊密結合，使控制閥產品的品種更新和增加，功能擴展，適應面越來越廣。控制閥的發(fā)展使工業(yè)應用更方便、靈活、可靠。二、控制閥的發(fā)展歷程三、控制閥組成與分類控制閥的組成控制閥的組成根據國際電工委員會IEC對控制閥Control Valve的定義：控制閥是由執(zhí)行機構和調節(jié)機構（閥體部件）兩部分組成。 調節(jié)閥執(zhí)行機構調節(jié)閥執(zhí)行機構+ +調節(jié)機構調節(jié)機構執(zhí)行機構是控制閥的推動裝置，它按信號壓力的大小產生相應的推力，使推桿產生相應的位移，從而帶動控制閥閥的閥芯動作；調節(jié)機構是控制閥的調節(jié)部份，它直接與介質接觸，

8、通過執(zhí)行機構推桿的位移，改變控制閥的節(jié)流面積，達到調節(jié)的目的。控制閥分類形式控制閥分類形式a按結構形式分，有單座、雙座、角形、蝶閥等。b按動作形式分，有直行式、角行式等。c按照介質通過調節(jié)閥時，對閥芯的作用力方向分，有流開式和流閉式等。 d按操作能源的不同，又可分為氣動、液動、電動三大類。三、控制閥組成與分類三、控制閥組成與分類e按主要參數分1 按壓力分類(1)真空閥：工作壓力低于標準大氣壓；(2)低壓閥：公稱壓力PN1.6MPa；(3)中壓閥：PN2.56.4MPa；(4)高壓閥：PNl0.080.OMPa，通常為PN22、 PN32；(5)超高壓閥：PNIOOMPa。2 按介質工作溫度分類

9、(1)高溫閥：t450；(2)中溫閥：220t450；(3)常溫閥：40t220； (4)低溫閥：200t40。 不同分類方式有著各自不同的特性，應用的場合不同。四、控制閥結構詳解單座閥單座閥頂部導向型單座控制閥是一種體積小、結構簡單但卻能適應苛刻工況條件的單座控制閥。球形閥型腔采用低流阻設計，流道簡單，流通能力大。流體壓力不平衡型閥芯結構，允許工作壓差較低。由于只有一個閥芯，所以容易保證密封、泄漏量小。進一步設計后，可作為切斷閥使用。該系列控制閥很容易制成波紋管密封型蒸汽夾套型加長型上閥蓋等特殊結構。四、控制閥結構詳解單座閥單座閥圖示為全蒸汽夾套型頂部導向單座控制閥，夾套出入口尺寸根據客戶要

10、求設計制造。四、控制閥結構詳解單座閥單座閥該頂部導向型單座控制閥采用流體壓力平衡型閥芯結構，因此與壓力不平衡頂部導向型單座控制閥相比能夠承受較高的工作壓差，同時由于采用平衡密封環(huán)使控制閥動態(tài)穩(wěn)定性更好，與套筒導向型單座控制閥相比，更能適應流體中含有一些顆粒雜質的場合，而且不易造成閥芯的卡死。適用于苛刻條件的流體控制。四、控制閥結構詳解單座閥單座閥圖示為高壓頂部導向單座控制閥。由于采用不平衡型閥芯需要較大的執(zhí)行機構輸出力，但是與精小型設計的多彈簧薄膜式執(zhí)行機構或氣缸式執(zhí)行機構組合后外形大為縮小，由于沒有采用流體壓力平衡型結構，該系列控制閥特別適用于料漿、聚合物、結晶體及高溫流體。該結構與目前先進

11、的模塊化結構的相似度極高。四、控制閥結構詳解單座閥單座閥流體壓力平衡閥芯型套筒導向型單座控制閥是一種大容量、動態(tài)穩(wěn)定性優(yōu)良、適合荷刻工況條件的高性能控制閥。由于具有使作用在閥芯上的流體壓力平衡的結構，因此只須用較小的操作力便可達到穩(wěn)定調節(jié)。能夠承受較高的工作壓差。四、控制閥結構詳解單座閥單座閥該系列控制閥為了達到低噪音和防空化的目的，采用多孔式套筒取代標準型套筒。因此除了多孔式套筒以外其余的零件都能和流體壓力平衡閥芯型套筒導向型單座控制閥互換。四、控制閥結構詳解高溫用平衡密封環(huán)非高溫用平衡密封環(huán)四、控制閥結構詳解雙座閥雙座閥套筒導向型雙座控制閥采用流體壓力平衡型閥芯結構。與頂部導向型單座控制閥

12、相比能夠承受較高的工作壓差；與套筒導向型單座調節(jié)閥相比由于沒有平衡密封環(huán)，動態(tài)穩(wěn)定性較差，同時泄漏量也較大。閥內件易于裝拆、更換及維護。對閥座泄漏量要求不高時，為中等壓力流體控制最經濟的閥門。四、控制閥結構詳解雙座閥雙座閥該系列控制閥采用了多級降壓式套筒，以其獨特的迷宮式套筒結構完全控制了流經閥內件的流體流速，有效地消除空化、大幅度降低高壓差氣體或蒸汽所產生的噪音，也可有效防止液體產生氣蝕現象，是一種無氣蝕損傷、低噪音、控制流體穩(wěn)定的經濟型控制閥，是高壓差控制的最理想的一種結構。 四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解四、控

13、制閥結構詳解各種閥型之閥芯受流體作用情況四、控制閥結構詳解三通控制閥三通控制閥其結構分為合流結構、分流結構兩大類，可廣泛應用于化工、煉油等生產裝置精確控制氣體、液體等介質的工藝參數如壓力、流量、溫度、液位等，使之保持在給定值。適合于將兩種流體混合成一種流體，或不同溫度的同種流體混合成同一溫度的流體，將一種流體分成兩路流體。四、控制閥結構詳解分流閥 合流閥四、控制閥結構詳解該系列為高壓頂部導向型單座角閥，與由于采用不平衡型閥芯需要較大的執(zhí)行機構輸出力，但是與精小型設計的多彈簧薄膜式執(zhí)行機構組合后外形大為縮小，由于沒有采用流體壓力平衡型結構，該系列調節(jié)閥特別適用于料漿聚合物結晶體及高溫流體。四、控

14、制閥結構詳解四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解球閥球閥結構簡單、重量輕、材料成本低，比同樣流通能力的直行程調節(jié)閥更經濟。閥軸沒有暴露在流道中，全開時流道幾乎直通，流通能力大，是一種大容量的控制閥（Max Flow），適用于低壓差大流量控制的場合。帶V形切口球面的閥板在小開度時仍能精確地控制流體，大大增加了可調比；同時V形切口與閥座間還有剪切作用，適用于含纖維質的流體、料漿類流體、高粘度流體，含聚合物、顆粒物、結晶體等流體的控制。四、控制閥結構詳解球閥球閥金屬密封球閥采用超音速噴涂或熱噴焊工藝在球體表面和閥座密封面上噴涂碳化鎢/碳化鉻或噴焊鎳基合金，對其密封面進行硬化處理；再采用專有研磨設備和

15、技術研磨球和閥座，使其完全密封，最高可達零泄漏。研磨的球和閥座無縫隙完全貼合形成面密封，既能防止雜質進入密封面之間，動作時還能刮除黏附在球面上的異物，具備自清潔功能。適用于高溫高壓，含有顆粒粉體及料漿類流體。四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解偏心角行程結構簡單、重量輕、材料成本低，比同樣流通能力的直行程調節(jié)閥更經濟。流通能力較大，是一種大容量的控制閥（Max Flow），適用于低壓差大流量控制的場合流道簡單，適用于料漿類流體、高粘度等流體，甚至含少量顆粒物的流體的控制。四、控制閥結構詳解同芯角行程閥四、控制閥結構詳解四、控制閥結構詳解蝶閥蝶閥蝶閥的閥板與閥座具有獨特的結構設計，因此具有優(yōu)良的

16、切斷性能和耐久性能，是一種用途廣泛的控制閥。閥座用壓圈固定于閥體閥座為非運動部件，減少運動過程中流體對閥座的沖刷；容易更換閥座備件。兩端高精度軸承導向避免壓力直接作用于填料而造成非正常磨損。雙重填料組密封完全避免外漏。部分球面閥板使之既具有球閥的嚴密切斷特性，又具有蝶閥的體小量輕的特點。鏡面閥板球面球面表面鍍硬鉻及拋光處理，象鏡面一樣，從而減小了閥板對閥座的磨損。軟閥座之密封環(huán)與墊環(huán)分離有利于密封環(huán)的強化處理，延長使用壽命，墊環(huán)為彈性元件，保證了密封需要的彈性。四、控制閥結構詳解軟閥座（上左常溫）金屬閥座（下左低壓）四、控制閥結構詳解同芯型/單偏芯四、控制閥結構詳解偏芯型/雙偏芯四、控制閥結構

17、詳解偏芯型/三偏芯四、控制閥結構詳解同芯型與偏心型之比較同芯型與偏心型之比較a同芯型無偏芯力矩，適用于高壓、高壓差、大口徑的場合，閥板兩端始終與閥座接觸，造成磨損的可能，閥板的加工成本較高。b偏心型有偏芯力矩，需要更大的執(zhí)行機構力矩，適用于常壓、中小口徑的場合，閥板只有在關閉位置與閥座接觸，不易造成閥座的磨損，閥板的加工成本較低。四、控制閥結構詳解多彈簧氣動執(zhí)行機構多彈簧氣動執(zhí)行機構它主要針對老式薄膜執(zhí)行機構笨重和反作用可靠性差的問題而設計的。在減少重量和高度方面，它將老結構的單彈簧改為多彈簧，并將彈簧直接置于上下膜蓋內，使支架大大地減小、減輕；在可靠性方面，將反作用的老式執(zhí)行機構的深波紋滾動

18、膜片改成“O”型圈密封。老式結構中的推桿沒有導向，動作的平穩(wěn)性差，而精小型執(zhí)行機構增加了導向。歸納起來，精小型執(zhí)行機構具有可靠性高、外形小、重量輕的特點。五、控制閥安裝與調試1、調節(jié)閥應垂直、正立安裝在水平管道上，DN50mm的閥門，應有支架。2、安裝的位置要方便操作和檢修。3、應該在調節(jié)閥前后安裝截止閥，并安裝旁路閥，便于故障檢修處理。4、環(huán)境溫度一般不高于60，不低于零下305、應遠離連續(xù)振動的設備和其它震源。6、用于高粘度、易結晶、易汽化及低溫流體時，應該采取保溫措施和防凍措施。7、應該在管道吹掃后安裝。8、安裝的方向要正確。五、控制閥安裝與調試 不同的生產廠家的執(zhí)行機構、定位器調校的方

19、法略有差異，主要講解KOSO501T頂部導向單座調節(jié)閥配KOSOEPB821本安直行程標準型電氣閥門定位器的調試，及SIMENS、ABB智能定位器的調試。五、控制閥安裝與調試控制閥單體調試的主要內容控制閥單體調試的主要內容1、執(zhí)行機構氣密性試驗將設計規(guī)定的額定壓力的氣源通入密封氣室中，切斷氣源，觀察5Min時間內薄膜氣室中的壓力下降不得超過2.5kPa。2、基本誤差校驗將規(guī)定的輸入信號平穩(wěn)地按增大和減小方向輸入薄膜氣室，測量各點所對應的行程值，按公式計算信號與行程關系，與理論關系之間的各點誤差，其最大值即為基本誤差。 式中：i第i點的誤差 li 第i點的實際行程 Li 第i點的理論行程 L 控

20、制閥的額定行程試驗點為輸入信號范圍的0%、25%、50%、75%、100%五個點。五、控制閥安裝與調試控制閥單體調試的主要內容控制閥單體調試的主要內容3、回差實驗校驗方法同基本誤差校驗基本誤差校驗，在同一輸入信號點所測得的正反形成的最大差值即為回差。4、始終點偏差校驗將輸入信號的上、下限值加入薄膜氣室，測量相應的行程值，按公式計算始終點偏差。要特別注意保證氣開式控制閥的始點、氣關式控制閥的終點在閥關位置上。5、死區(qū)校驗在輸入信號量程的25%、50%、75%三點上進行校驗，其方法是緩慢改變（增大和減?。┹斎胄盘枺钡接^察出一個可覺察的行程變化（0.1mm），此點上正、反兩方向的輸入信號差值即為死

21、區(qū)。五、控制閥安裝與調試GB/T4213規(guī)定的控制閥誤差值六、控制閥維護和常見故障 運行維護運行維護1控制閥運行1.1控制閥在投入運行前需做系統(tǒng)聯(lián)校。1.2控制閥在工作時，前后的切斷閥應全開，旁路閥（副線閥）應全關。整個管路系統(tǒng)中的其他閥門應盡量開大，通常控制閥應在正常使用范圍（20%80%）內工作。1.3使用帶手輪的調節(jié)閥應注意手輪位置指示標記。1.4調節(jié)閥在運行過程中嚴禁調整閥桿和壓縮彈簧的位置。六、控制閥維護和常見故障 運行維護運行維護2日常點檢2.1點檢時應檢查控制閥的氣源壓力是否正常、氣路（儀表空氣管經過濾減壓閥、閥門定位器至氣缸各部件、各管線）的緊固件是否松動、儀表空氣是否有泄漏。

22、2.2 巡檢時應檢查填料函及法蘭連接處是否有工藝介質泄漏，壓蘭及閥桿連接件是否緊固，閥桿是否有嚴重的摩擦劃痕或變形。2.3 巡檢時需檢查儀表線路的防護情況，儀表進線口密封是否良好。2.4 巡檢時應檢查閥桿運動是否平穩(wěn)，行程與輸出信號是否基本對應，閥門各部件有無銹蝕，重點是閥桿、緊固件、薄膜等。六、控制閥維護和常見故障 運行維護運行維護3專項檢查3.1專項檢查指不是日常點檢必須進行，但隨季節(jié)變化或需周期性進行的檢查，比如膜片老化情況，閥門定位器防雨情況等。3.2防雨檢查在夏季雨后，需進行防雨檢查，主要檢查閥門定位器儀表接線口是否進水受潮。六、控制閥維護和常見故障 運行維護運行維護4 維護保養(yǎng)4.

23、1保養(yǎng)主要指對閥門各部件進行潤滑、清理，延長閥門各部件使用壽命。4.2定期清掃，保持整潔，特別是閥桿、定位器的反饋桿等活動部位；清掃一般半月一次。 六、控制閥維護和常見故障常見故障常見故障（一）調節(jié)閥不動作。故障現象及原因如下：1無信號、無氣源。氣源未開，由于氣源含水在冬季結冰，導致風管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈，壓縮機故障；氣源總管泄漏；信號線路故障。 2、有氣源，無信號。信號線路故障。 3定位器無氣源。過濾器堵塞；減壓閥故障；管道泄漏或堵塞。 4定位器有氣源，無輸出。定位器的節(jié)流孔堵塞或其他故障；轉換器故障。 5定位器正常、無動作。閥芯脫落，閥芯與社會或與閥座卡死；閥桿彎曲；閥座閥芯凍結或焦塊污物；執(zhí)行機構彈簧因長期不用而銹死。六、控制閥維護和常見故障常見故障常見故障（二）控制閥的動作不穩(wěn)定。故障現象和原因如下：1氣源壓力不穩(wěn)定。壓縮機容量太小；減壓閥故障。 2氣源壓力穩(wěn)定，但控制閥的動作仍不穩(wěn)定。定位器中放大器的球閥受臟物磨損關不嚴，耗氣量特別增大時會產生輸出震蕩；定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；輸出管、線漏氣；執(zhí)行機