氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護

　在過程控制系統(tǒng)中，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥（以下簡稱調(diào)節(jié)閥）作為控制系統(tǒng)中的*終控制單元，起到了極其關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)概念上的閥門定位器作為調(diào)節(jié)閥的一個主要附件，主要用于提高調(diào)節(jié)閥控制精度。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，與之相匹配的現(xiàn)場智能化儀表也得到了加速發(fā)展，對于調(diào)節(jié)閥要實現(xiàn)智能化，就智能化閥門定位器，也就是說智能型閥門定位器是實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥智能化的重要組成部分;另外從功能上來講智能型閥門定位器與模擬閥門定位器也有本質(zhì)區(qū)別，智能型閥門定位器除了實現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥控制功能外，還有一個更重要的方面就是對調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)的診斷功能。并通過診斷軟件，分析和判別調(diào)節(jié)閥的"健康"狀況，從而改變了傳統(tǒng)觀念上調(diào)節(jié)閥的維護，減少了調(diào)節(jié)閥在運行期間的事故發(fā)生，延長了調(diào)節(jié)閥的使用壽命。
　　氣動調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電力、冶金等工業(yè)企業(yè)廣泛使用的工業(yè)過程控制儀表之一�；�工生產(chǎn)中調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是，它是組成工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它如生產(chǎn)過程自動化的手腳。下面帶大家全面的了解氣動調(diào)節(jié)閥。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護工作原理
氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動閥門，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點就是控制簡單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護工作原理(圖)
氣動調(diào)節(jié)閥通常由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試組成，氣動執(zhí)行機構(gòu)可分為單作用式和雙作用式兩種，單作用執(zhí)行器內(nèi)有復(fù)位彈簧，而雙作用執(zhí)行器內(nèi)沒有復(fù)位彈簧。其中單作用執(zhí)行器，可在失去起源或突然故障時，自動歸位到閥門初始所設(shè)置的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。氣動調(diào)節(jié)閥根據(jù)動作形式分氣開型和氣關(guān)型兩種，即所謂的常開型和常閉型，氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護作用方式
氣開型(常閉型)是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當(dāng)空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。顧通常我們稱氣開型調(diào)節(jié)閥為故障關(guān)閉型閥門。
氣關(guān)型(常開型)動作方向正好與氣開型相反。當(dāng)空氣壓力增加時，閥門向關(guān)閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。顧通常我們稱氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥為故障開啟型閥門。
氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當(dāng)氣源切斷時，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全。
舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應(yīng)。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，閥門處于關(guān)閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開，會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換被冷卻，調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式(即FO)調(diào)節(jié)閥。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護閥門定位器
閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，與氣動調(diào)節(jié)閥大大配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號，然后以它的輸出信號去控制氣動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動作后，閥桿的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信號傳給上位系統(tǒng)。閥門定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能式閥門定位器。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護的維護　　
　典型的調(diào)節(jié)閥的維護有以下三種方法：被動性維護（ReactiveMaintenance）;預(yù)防性維護（PreventiveMaintenance）;預(yù)測性維護（PredictiveMaintenance）�！　�
　　被動性維護一一當(dāng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后，對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修。在使用過程中，調(diào)節(jié)閥自身或者某些附件出現(xiàn)故障，造成調(diào)節(jié)閥不能正常工作，更嚴(yán)重的情況導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能正常工作，造成很大的事故發(fā)生�！　�
　　預(yù)防性維護一一按照過去的生產(chǎn)過程經(jīng)驗，有計劃地安排某些調(diào)節(jié)閥進(jìn)行維護或檢修，以防止調(diào)節(jié)閥的事故發(fā)生。它對前者來說是一個有計劃安排，雖然能避免一些調(diào)節(jié)閥事故的產(chǎn)生，但由于沒有現(xiàn)場使用的調(diào)節(jié)閥的許多信息，在安排上不能避免的造成某些調(diào)節(jié)閥工作正常也被安排在檢修行列，而某些不適用的調(diào)節(jié)閥仍被使用在過程控制系統(tǒng)中�！　�
　　預(yù)測性維護一一通過智能儀表或其它診斷設(shè)備獲取調(diào)節(jié)閥的信息。氣動調(diào)節(jié)閥不能存貯自身任何信息，而智能型閥門定位器開發(fā)使用，它們除了提高調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)外，對調(diào)節(jié)閥的診斷功能也逐步加強。下面對智能型閥門定位器的自身診斷及對調(diào)節(jié)閥診斷功能作一些分析。

　　
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護定位器的自身診斷　　
　　由于智能型閥門定位器是安裝在氣動調(diào)節(jié)閥上，其工作環(huán)境相對惡劣，如環(huán)境溫度、管道振動等因素都會對智能型閥門定位器正常工作帶來不利影響。智能型閥門定位器在設(shè)計過程中，考慮到這些不利因素，設(shè)計了一些自身的診斷功能。另一方面，大多數(shù)智能型閥門定位器都具有通訊功能，如HART、FF、PROFIBUS等通信協(xié)議，控制系統(tǒng)通過這些通信協(xié)議可以獲得所需的現(xiàn)場儀表管理信息、以及故障報警信息。

　　
　　1、智能型閥門定位器的自診斷　　
　　智能型閥門定位器的自診斷是它的基本功能之一，自診斷在不影響正常工作情況下進(jìn)行，常見的診斷有開機診斷、周期性診斷�！　�
　　2、輸入信號超量程　　
　　當(dāng)規(guī)定智能型閥門定位器輸入信號設(shè)定后，如果控制信號超出設(shè)定值，智能型閥門定位器發(fā)出超量程報警信號�！　�
　　3、傳感器故障　　
　　由于智能型閥門定位器直接安裝在調(diào)節(jié)閥上，受到調(diào)節(jié)閥振動的影響造成智能型閥門定位器反饋部件失靈，如反饋桿松脫、線路故障、位置傳感器自身故障等，智能型閥門定位器檢測不到正常的反饋信號，它會發(fā)出一個報警信號�！　�
　　以上1、2兩種情況智能型閥門定位器仍然可以正常工作，但它會發(fā)出報警信號;但對于3種情況，定位器將出現(xiàn)不正常工作，并發(fā)出報警信號，儀表工程師根據(jù)報警內(nèi)容，做出相應(yīng)判斷并及時加以處理，減少不必要的停產(chǎn)。

　　
氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護定位器對調(diào)節(jié)閥的診斷　　
　　智能型閥門定位器對調(diào)節(jié)閥的故障診斷是通過附加傳感器來完成的。定位器內(nèi)部的微處器通過定時采集各種傳感器的數(shù)據(jù)，并對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、比較、分析、組態(tài)，將出現(xiàn)異常的信息通過組態(tài)軟件輸出報警信號。智能型閥門定位器對調(diào)節(jié)閥的診斷分為在線診斷、離線診斷;在線診斷包括:調(diào)節(jié)閥的動作次數(shù)、行程累加、填料函泄漏診斷、噪聲診斷、環(huán)境溫度診斷等，離線診斷包括:執(zhí)行機構(gòu)及氣路的密封性、靜特性、階躍過渡及頻率響應(yīng)特性。

　　
　　1、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護在線診斷　　
　　a.動作次數(shù)，行程累加　
　　在同一系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥處于不同的工作位置，它的動作頻率、行程位移大小都是不一樣，通過檢測位置傳感器，很方便獲得調(diào)節(jié)閥的動作次數(shù)及　　
　　行程累加值。采集這些數(shù)據(jù)我們可以判斷調(diào)節(jié)閥的"健康"狀況",并通過組態(tài)軟件對采集的數(shù)據(jù)分析調(diào)節(jié)閥的工作點，畫出柱狀形圖可以清楚看出閥門正常工作區(qū)域。從圖一可以清楚地看出閥門處于正常工作區(qū)域內(nèi)，而圖2閥門長期處于小開度工作，不利于正常工作。另外根據(jù)采集的數(shù)據(jù)可進(jìn)行動態(tài)應(yīng)力分析。　　
　　b.填料函泄漏診斷　
　　通過安裝在調(diào)節(jié)閥的填料處泄漏檢測器，實時檢測填料函在工作中是否存在外泄漏情況。因此特別適用于對劇毒、貴重的易揮發(fā)和有放射性的介質(zhì)等場合使用，可以防止資源浪費或引起環(huán)境污染。

　　
　　c.噪聲診斷　　
　　噪聲對人類的危害是極其嚴(yán)重的，它能使人的聽覺減弱，甚至損傷，對人類帶來心理和生理性的不良影響，它是繼大氣污染和水質(zhì)污染之后，成為威脅人類的第三種公害。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，控制閥已成為*主要的噪聲源。智能閥門定位器可外接聲音傳感器，可以檢測調(diào)節(jié)閥噪聲大小。通過檢測的數(shù)據(jù)可以作一些分析：如噪聲頻率小于1500Hz為機械振動、噪聲頻率高達(dá)100OOHz時，調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生空化。因此通過噪聲的頻率可以判別調(diào)節(jié)閥不正常工作的原因;另外，如在閥門關(guān)閉情況下噪聲比正常工況要大，還可以判斷閥門有內(nèi)漏。　　
　　d.環(huán)境溫度診斷　　
　　通過溫度傳感器，隨時測量定位器的外殼表面溫度，在防爆場合如外殼的表面溫度超出防爆要求的設(shè)定值，定位器發(fā)出報警信號。另外定位器還記錄在線過程中*大/*小的溫度值。每個溫度段的工作時間，如果調(diào)節(jié)閥長期處于高溫下工作，我們必須考慮定位器及調(diào)節(jié)閥內(nèi)的塑料件、橡膠件的老化情況。

　　
　　2、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護離線診斷　　
　　a.執(zhí)行機構(gòu)及管路的氣密性　　
　　執(zhí)行機構(gòu)診斷通過接入一個壓力傳感器，實時檢測輸入執(zhí)行機構(gòu)的壓力，與閥位傳感器檢測到的調(diào)節(jié)閥行程形成一個相對應(yīng)的關(guān)系曲線如圖3:每一臺智能型閥門定位器安裝在任何一臺調(diào)節(jié)閥上后，先進(jìn)行定位器的自診斷工作，以保證智能型閥門定位器的正常工作，通過定位器的自診斷，得到正、反行程特性曲線如圖3。當(dāng)調(diào)節(jié)閥工作一些時間后，智能型閥門定位器再一次對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行測試，出現(xiàn)一些不正常的情況如圖4:　　
　　曲線的下移說明存在執(zhí)行機構(gòu)的膜片老化、密封氣室外泄漏、連接氣管由于振動等原因出現(xiàn)漏氣問題；另外在調(diào)節(jié)閥關(guān)位出現(xiàn)行程值偏大，可以判斷閥芯或閥座產(chǎn)生磨損，調(diào)節(jié)閥泄漏量變大，嚴(yán)重情況下智能閥門定位器發(fā)出報警信號�！　�
　　b.靜特性測試　　
　　靜特性是調(diào)節(jié)閥的行程與輸入信號之間的靜態(tài)關(guān)系，它包括:基本誤差、始終點偏差、額定行程偏差、回差、死區(qū)、重復(fù)性、再現(xiàn)性、線性度誤差�！　�
　　c.階躍過渡的測試　　
　　階躍過渡過程是在調(diào)節(jié)閥沒有負(fù)荷的情況下，當(dāng)輸入信號從一個定值突然改變成另一個定值時，輸出跟隨變化的過程。一般包括時間常數(shù)、時滯、上升時間、穩(wěn)定時和過沖�！　�
　　d.頻率響應(yīng)特性的測試　　
　　頻率響應(yīng)特性是在調(diào)節(jié)閥在沒有負(fù)荷的情況下，輸入到定位器的輸入信號是一個無崎變的正弦波，輸出值穩(wěn)定后，系統(tǒng)的輸出也是一個頻率相同的正弦，但輸出的振幅、相位與輸入不一定相同，而是隨輸入信號頻率的變化而變化。頻率響應(yīng)特性是反應(yīng)調(diào)節(jié)閥靈敏度的標(biāo)志之一，動態(tài)特性好就意味著調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、快速，而且穩(wěn)定性好。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護的安裝

1、調(diào)節(jié)閥的安裝
調(diào)節(jié)閥的正確安裝與正確選擇同等重要，安裝的好壞是關(guān)系到操作性能、安全程度、成本高低的頭等大事。
調(diào)節(jié)閥必須嚴(yán)格按照工藝要求和控制系統(tǒng)要求進(jìn)行安裝，一旦閥門產(chǎn)生故障，將導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等嚴(yán)重事故和人身傷害，損失是無法計算的。
在安裝調(diào)節(jié)閥之前，應(yīng)該檢查調(diào)節(jié)閥的質(zhì)量，從外觀檢查開始，再檢查運輸過程中零件和附件有無丟失，有無合格證，必要時進(jìn)行靜態(tài)特性的檢查或?qū)ｍ棛z查。
2、安裝原則
（1）氣動調(diào)節(jié)閥安裝位置，距地面要求有一定的高度，閥的上、下要留有一定空間，以便進(jìn)行閥的拆裝和修理。對于裝有氣動閥門定位器和手輪的調(diào)節(jié)閥，必須保證操作、觀察和調(diào)整時方便。
（2）調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在水平管道上，并上、下與管道垂直，一般要在閥下加以支撐，保證穩(wěn)固可靠。對于特殊場合下，需要調(diào)節(jié)閥水平安裝在豎直的管道上時，也應(yīng)將調(diào)節(jié)閥進(jìn)行支撐（小口徑調(diào)節(jié)閥除外）。安裝時，要避免給調(diào)節(jié)閥帶來附加應(yīng)力，如管道與閥不同心或法蘭不平行等。
（4）閥的工作環(huán)境溫度要在－30～+60℃，相對濕度不大于95%。因調(diào)節(jié)閥的薄膜和密封環(huán)等橡膠制品零件在低溫時易硬化變脆、高溫時老化，所以在安裝時應(yīng)注意安裝位置，離開加熱爐、高溫管道。
（5）調(diào)節(jié)閥前后位置應(yīng)有直管段，閥前后直管段長度不小于10倍的管道直徑（10D），以避免閥的直管段太短而影響流量特性。
（6）調(diào)節(jié)閥的口徑與工藝管道不同時，應(yīng)采用異徑管連接。在小口徑調(diào)節(jié)閥安裝時，可用螺紋連接。閥體方向箭頭應(yīng)與流體方向一致。
（7）要設(shè)置旁通管道。目的是便于切換或手動操作，可在不停車情況下對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修。
（8）調(diào)節(jié)閥在安裝前要清除管道內(nèi)的異物，如污垢、焊渣等。安裝后用常溫水進(jìn)行試運行，試運行時應(yīng)將閥全打開，或?qū)⑴酝ㄩy打開。試運行時應(yīng)注意閥體與管道連接處的密封性等。
3、安裝形式
調(diào)節(jié)閥的安裝通常情況下有一個調(diào)節(jié)閥組，即閥、旁路閥、閥和調(diào)節(jié)閥。圖8-3給出了調(diào)節(jié)閥常用的六種組合形式，并對各自的特點進(jìn)行說明。
應(yīng)注意的是切斷閥和旁路閥的安裝要靠近三通，以減小死角。
4、調(diào)節(jié)閥安裝方位的選擇
通常調(diào)節(jié)閥要求垂直安裝。在滿足不了垂直安裝時，對法蘭用4個螺栓固定的調(diào)節(jié)閥可以有向上傾斜45°、向下傾斜45°、水平安裝和向下垂直安裝四個位置。對法蘭用8個螺栓固定的調(diào)節(jié)閥則可以有9個安裝位置，分別相隔22.5°。在這些安裝位置中，理想的是垂直向上安裝，應(yīng)該優(yōu)先選擇；向上傾斜的位置為其次，依次是22.5°、45°、67.5°；向下垂直安裝為再次位置；差的位置是水平安裝，它與接近水平安裝的向下傾斜67.5°，一般不被采納。圖8-4給出了安裝位置比較示意圖。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護的維護

由于調(diào)節(jié)閥使用環(huán)境惡厲，在使用中難免出現(xiàn)一定故障。因此，掌握一定的調(diào)節(jié)閥維護與維修十分必要。

氣動調(diào)節(jié)閥日常維修的主要內(nèi)容應(yīng)有以下幾項：

（1）閥體內(nèi)壁。檢查其耐壓、耐腐情況。
（2）閥座。因介質(zhì)滲入，固定閥座用的螺紋內(nèi)表面易受腐蝕而使閥座松動，檢查時應(yīng)予注意。對高壓場合，還應(yīng)檢查閥座密封面是否被沖壞。
（3）閥芯。要認(rèn)真檢查閥芯各部分是否被腐蝕、磨損，特別是在高壓差情況下閥芯磨損更為嚴(yán)重，應(yīng)予注意。另外還應(yīng)檢查閥桿是否也有類似現(xiàn)象，或與閥芯連接松動等。

（4）膜片、O形圈和其他密封墊。檢查其是否老化、裂損。

（5）密封填料。檢查聚四氟乙烯填料、密封潤滑油脂是否老化、干涸，配合面是否被損壞。

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥校驗維護結(jié)束語

　　
　　由此可見智能型閥門定位器的故障診斷是通過安裝在執(zhí)行機構(gòu)和閥體上的附加傳感器來完成的。定位器獲得了現(xiàn)場的許多原始數(shù)據(jù)，微處理機通過對這些數(shù)據(jù)的分析、運算、判斷等處理，分成若干邏輯組,易于快速辨識所有的變量，發(fā)現(xiàn)異常情況立即采取應(yīng)急措施并報警�！　�
　　通常離線診斷被安排在調(diào)節(jié)閥預(yù)防性維護過程中，對預(yù)防性維護計劃中的調(diào)節(jié)閥的診斷記錄與調(diào)節(jié)閥次投用的全性能原始數(shù)據(jù)相比較，可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥什么地方出現(xiàn)了問題，問題的嚴(yán)重性，怎么樣解決問題，提出專家性的建議，以幫助儀表工程師做出正確的選擇�！　�
　　目前，有些智能型閥門定位器的生產(chǎn)廠家設(shè)法將離線診斷逐步移植到在線診斷過程中，通過先進(jìn)的診斷軟件，完成閥門/執(zhí)行機構(gòu)的摩擦力、執(zhí)行機構(gòu)的信號范圍、彈簧剛度及閥座的關(guān)閉力，以及階躍診斷測試包括:靜特性測試、階躍過渡過程測試、頻率響應(yīng)特性測試。使調(diào)節(jié)閥的預(yù)防性維護轉(zhuǎn)向預(yù)見性維護，減少了停車時間，降低生產(chǎn)運行成本，提高了生產(chǎn)力。